Lavorazione di microcanali in resina UV tramite laser combinati: precisione elevata e velocità migliorata
Laser combinati per microcanali più nitidi
È stata sviluppata una nuova tecnica basata sull’uso combinato di femto-second laser beam, dove un fascio di Bessel e una componente zero‑order vengono sincronizzati tramite un reticolo olografico controllato da Spatial Light Modulator (SLM). Questo approccio consente la fabbricazione di microcanali rettangolari su resina UV con pareti laterali estremamente lisce e fondo uniforme, senza necessità di post-lavorazione.
Superamento dei limiti dei metodi tradizionali
Tradizionalmente, i metodi standard (come incisione chimica, fotolitografia o stampa multilayer) presentano limiti in termini di precisione, velocità o costi. L’impiego di laser combinati risolve questi problemi, offrendo una soluzione di micromachining più controllata, efficiente ed economicamente vantaggiosa per la realizzazione di dispositivi microfluidici. Le applicazioni spaziano dai sistemi di microanalisi ai dispositivi MEMS.
Prestazioni notevoli: accuratezza e velocità migliorate
I test dimostrano risultati significativi:
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Rugosità (Ra):
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Gaussian beam → 0,361 µm
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Bessel beam → 0,377 µm
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Beam combinato → 0,128 µm (circa 2,8‑2,9 volte inferiore)
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Material Removal Rate (MRR):
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Gaussian → 882 µm³/s
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Bessel → 3.490 µm³/s
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Combinato → 6.786 µm³/s (7,7× la Gaussian e 1,9× la Bessel)
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Questi dati indicano una qualità di superficie superiore e una velocità di lavorazione significativamente maggiore.
Controllo geometrico e flessibilità
La tecnica consente di regolare dinamicamente la geometria del microcanale: aumentando la fase del fascio (di 4 pixel), si ottiene una larghezza leggermente maggiore (+3,2 µm), mentre un aumento della “carica topologica” riduce la profondità del canale (–0,7 µm). Questa versatilità è fondamentale per applicazioni che richiedono tolleranze molto stretti.
Applicazioni e potenzialità future
I microcanali così fabbricati sono ideali per microfluidica, dispositivi MEMS e altri sistemi integrati, grazie alla qualità delle superfici e alla velocità di produzione. L’approccio trova potenziale applicativo anche in dispositivi biomedici, sensori optici e laboratorio‑su‑chip.
