DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMA AUTOMÁTICO DE MICROMAQUINADO CON LÁSERES DE NANOSEGUNDOS

MYRIAM NONAKA; HUGO FERRERO; MONICA B. AGUERO; MARCELO G. KOVALSKY

Santiago del Estero

Congreso; V Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica, XXXIII Reunión Científica Académica Nacional FoDAMI.; 2016

Universidad Nacional de Santiago del Estero

El procesado de materiales con láser es un campo en franca expansión, que captura la atención de científicos, ingenieros e industria por igual. El aspecto más interesante a nivel científico es comprender los mecanismos fundamentales de la interacción entre la radiación y la materia. A nivel tecnológico se presenta como una herramienta que no solo hace innumerable cantidad de procesos más baratos, rápidos, limpios y precisos, sino que abre la posibilidad de crear nuevos métodos simplemente imposibles de llevar a cabo por otras vías.En este trabajo se presenta el desarrollo de un sistema que permite la automatización del proceso de micromaquinado en 3 dimensiones, al controlar el movimiento en el plano x-y para lograr el diseño deseado y en el eje z, para determinar la profundidad, tamaño y calidad de la ablación.Para lograr este objetivo, se diseñó un software de control y se implementó un sistema motorizado bajo la plataforma Arduino. El láser, de construcción propia, es un Nd:YAG bombeado por diodos con Q - switch activo por modulador acusto óptico .Para determinar los parámetros óptimos se realizaron series de ablaciones sobre obleas de silicio pulidas espejo. Las variables a optimizar fueron la fluencia (energía por unidad de área), la frecuencia de repetición y la duración de los pulsos, que se controlan desde el software. Las muestras fueron analizadas con un microscopio electrónico de barrido, lo que permite cuantificar la calidad del micromaquinado. Con esta información se desarrollaron algoritmos con los parámetros elegidos para cada tipo de ablación.Este sistema, íntegramente de desarrollo propio, permite, al automatizar el micromaquinado, ser empleado por usuarios no especializados fuera del laboratorio, abriendo un amplio abanico de aplicaciones. Por otra parte se posiciona como una herramienta ideal para investigación en el maquinado de nuevos materiales.