LABORATORIO TAGLIO LASER

Stefano Selleri, tel +39 0521 905763
stefano.selleri@unipr.it

Annamaria Cucinotta, tel +39 0521 905765
annamaria.cucinotta@unipr.it

Laboratorio taglio laser

Presso il nostro laboratorio sono disponibili laser a stato solido e laser in fibra per il taglio di diversi tipi di materiali, come film sottili, materiali a semiconduttore, materiali plastici, fogli di alluminio.
I laser possono operare sia in regime CW (Continous Wave), che in regime impulsato, in base al tipo di materiale e di lavorazione richiesti.
Le principali lunghezze d’onda di emissione dei laser presenti in laboratorio sono 1064nm, 1030 nm e 515nm. La durata degli impulsi varia tra 600 ps e 100 ns, con frequenze di ripetizione da 50Khz a 250kHz, e potenze fino a 30W.

Presso il laboratorio di “TAGLIO LASER” vi sono sia laser in fibra tradizionali, che laser in fibra a cristallo fotonico (PCF-Photonic Crystal Fiber). I laser in fibra offrono notevoli vantaggi rispetto ai laser a disco o a CO2. In particolare i laser in fibra presentano un fascio di altissima qualità, con un valore di M2 prossimo a 1. L’alta qualità del fascio permette di ottenere tagli estremamente precisi e una notevole riduzione della zona termicamente alterata. Inoltre i laser in fibra possono lavorare su intervalli di potenza molto ampi, senza variazioni nella posizione e nel fuoco del fascio, consentendo di ottenere lavorazioni molto regolari. Altri vantaggi dei laser in fibra sono l’elevata velocità di processo, gli spessori lavorabili, le alte potenze raggiungibili, il remote processing, la possibilità di lavorare materiali altamente riflettenti, l’investimento contenuto, i costi di esercizio ridotti (risparmio energetico), costi di manutenzione minimi, l’affidabilità, lo spazio occupato ridotto.

Il Laboratorio “Taglio Laser” si trova presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Parma, Parco Area delle Scienze 181A.Per informazioni:

Stefano Selleri, tel. 0521 905763
stefano.selleri@unipr.it

Annamaria Cucinotta, tel. 0521 905765
annamaria.cucinotta@unipr.it

Taglio di celle solari a film sottile
L’incisione laser rappresenta uno dei passaggi chiave nella produzione della nuova generazione di celle solari a film sottile. La qualità dei tagli laser disegnati sulle strutture dei pannelli solari dipende fortemente dai parametri del laser stesso. Pertanto è fondamentale la possibilità di lavorare con parametri del fascio programmabili, come la durata dell’impulso, forma, potenza e frequenza di emissione.
I moduli fotovoltaici a film sottile sono costituiti da una serie di strati che devono essere incisi con tre passaggi laser al fine di ottenere una interconnessione monolitica delle celle. Generalmente i tre passi sono indicati con P1, P2 e P3. Per i dispositivi di CdTe /CdS, i tre passi sono i seguenti: il primo processo di incisione laser, P1, elimina il TCO lungo linee distanti in modo fisso tra loro, tipicamente qualche micron. La seconda incisione laser, P2, viene eseguita al fine di rimuovere gli strati di CdS e di CdTe, in linee parallele vicino a quelle fatte precedentemente. Infine, la terza ed ultima incisione laser, P3, è eseguita sempre su linee parallele ai tagli precedenti, in modo da rimuovere tutti gli strati sovrapposti, tranne il TCO. In questo modo, si ottiene un modulo composto da celle solari che si estendono per tutta la lunghezza del modulo stesso e larghe tanto quanto la distanza che separa due tagli P1 successivi.

Per ciò che concerne il taglio di tali materiali, prendendo in esame ad esempio il PVC/PVDC, la vaporizzazione per effetto termico di un piccolissimo volume di materiale e le ridottissime dimensioni del fascio laser consentono di ottenere delle larghezze di taglio di un centinaio di micron, ben inferiori ai diversi millimetri ottenuti con il taglio meccanico. Inoltre si ha una notevole riduzione della quantità di materiale asportato e una elevata velocità di taglio. Tale velocità dipende chiaramente dal tipo di materiale e dal suo spessore e non per ultima dalla potenza impiegata.

Taglio di tessuti biologici
L’intensità della radiazione laser e la concentrazione dei cromofori all’interno dei tessuti determinano la profondità di penetrazione per una determinata lunghezza d’onda. Le specie chimiche che partecipano all'assorbimento della luce nel tessuto sono numerose ed il loro effetto varia molto sensibilmente con la lunghezza d'onda della radiazione. Un ruolo fondamentale è rivestito dall'acqua che rappresenta il principale assorbitore nella regione spettrale dell'infrarosso.
I laser possono essere efficacemente impiegati anche per il taglio di tessuti duri, come in odontostomatologia. I cromofori di principale interesse in odontoiatria  sono l’acqua, l’emoglobina, l’idrossiapatite e la melanina.