Presentazione della ReteMICROTRONIC (codice 71)[ MICROlavorazioni laser e sensoristica di processo per la produzione di componenti meccaTRONICi ]Coordinatore scientificoProf. Pietro Mario Lugarà, Dipartimento Interateneo di Fisica , Università degli Studi di Bari

Le unità di ricerca

Unità di ricerca Responsabile

UR1 - Università di Bari - Dipartimento Interateneo di Fisica «M. Merlin»

Prof. Pietro Mario Lugarà

UR2 - Consiglio Nazionale delle Ricerche - U.O.S. Bari dell’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie

Dott. Antonio Ancona

UR3 - Politecnico di Bari - Dipartimento di Meccanica, Matematica e Management

Prof. Ing. Luigi Maria Galantucci

Obiettivo della ReteLa rete Microtronic si propone di costituire un insieme di laboratori ed un team di studiosi che possano potenziare le competenze multidisciplinari nel settore delle microlavorazioni e della misura microscopica delle superfici lavorate, approfondendo le potenzialità offerte da diverse tecnologie di produzione, tra cui la tecnologia laser ad impulsi ultrabrevi e le microlavorazioni per asportazione di truciolo, per l’ottenimento di micro-forature, micro-fresature (anche 3D), e di misura di superfici 3D a livello microscopico.

Settori di impatto :MeccatronicaAuto-motiveBiomedicale Avionico

Domanda di innovazione del sistema produttivo

A causa della sempre maggiore miniaturizzazione dei dispositivi elettro-meccanici e bio-medicali, le imprese pugliesi e italiane operanti nei settori della meccanica di precisione e della meccatronica devono far fronte ad una crescente richiesta di componenti di piccole dimensioni (da poche decine di nanometri a pochi millimetri), di peso ridotto, di forma complessa e con qualità superficiale e precisione elevata. Per questo motivo è necessario sviluppare nuove tecnologie di micro-lavorazione di svariati materiali. Tali tecnologie spesso non sono accessibili alle imprese di modeste dimensioni che non hanno la capacità economica di accollarsi da sole elevati costi di investimento in ricerca e macchinari innovativi.

Offerta tecnologica della Rete

• Micro-strutturazione superficiale di materiali metallici, polimerici, dielettrici per variarne le proprietà tribologiche e/o funzionali.

• Microlavorazioni di dispositivi e componenti:• marcatura • micro-fresatura, • micro-foratura, • micro-taglio, • micro-saldatura

• Ispezione industriale e caratterizzazione non distruttiva di superfici 2-3D micrometriche

Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 1. Ispezione industriale e caratterizzazione non

distruttiva di superfici 2-3DObiettiviRealizzazione di sistemi non-distruttivi di imaging 3D per l’ispezione industriale (caratterizzazione di superfici metalliche microstrutturate, caratterizzazione della qualità di coatings e della rugosità di superfici, rivelazione di difetti, ecc.) e la caratterizzazione di materiali composti e mezzi parzialmente trasparenti e diffusori (materiali polimerici e ceramici, strutture cristalline polimeriche, biomateriali, ecc.).

Ricadute industriali Le competenze sviluppate saranno messe a disposizione delle aziende locali che operano nel settore manifatturiero, elettronico, chimico-farmaceutico ed alimentare, i cui prodotti necessitano di strumenti di caratterizzazione morfologica non distruttiva, per ottimizzare i processi di ispezione, e massimizzarne la precisione e l’efficienza dei controlli di qualità.

Altri risultati La diffusione delle nuove tecnologie di imaging 2d e 3d ottica potrebbe favorire lo sviluppo di nuove aziende che producano o commercializzino sistemi per l’imaging e la caratterizzazione morfologica non distruttiva, su scala micrometrica e sub-micrometrica.

Imprese da coinvolgere Tipo di contatto Frequenza di contatto

MASMEC – Modugno (BA)

LMA – Bitonto (BA)

Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 2. Microlavorazioni laser ad impulsi ultrabrevi e

per asportazione di truciolo e sensori di processo intelligenti

Obiettivi- Studio dei fenomeni di interazione laser-materia attraverso lo sviluppo di tecniche di

diagnostica on-line accurate ed affidabili.- Determinazione di protocolli di lavorazione (microforatura, microtaglio,

microfresatura, scribing, ecc.) di diversi tipi di materiali di interesse per l’industria manifatturiera.

Ricadute industriali La conoscenza sviluppata sui processi di microlavorazione sarà messa a disposizione delle aziende che operano nel settore manifatturiero e le cui produzioni necessitano di tali processi. Le modalità di trasferimento tecnologico saranno:• studi di fattibilità per l’implementazione e la gestione di

tecnologie innovative per la produzione di componenti micro lavorati con geometria complessa 3D;

• realizzazione in conto terzi di piccole serie di microlavorazioni.

Altri risultati La diffusione nell’industria manifatturiera delle nuove tecnologie di microlavorazione per ablazione laser farà da volano per lo sviluppo di nuove aziende che producono o commercializzano sorgenti laser, sia a livello regionale che nazionale.

Imprese da coinvolgere Tipo di contatto Frequenza di contatto

Kirana Srl – Rovereto (TN)

Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 3. Spettroscopia risolta in tempo di materiali con

strutture submicrometriche ottenute mediante lavorazioni laser ad impulsi ultrabrevi

ObiettiviImplementazione della tecnica di spettroscopia di riflettenza risolta in tempo per la caratterizzazione non invasiva delle proprietà fisiche di materiali su scale sub-micrometrica, con particolare riferimento alle proprietà termiche, elastiche e ottiche dei materiali e la presenza di difetti in nanostrutture.

Ricadute industriali La caratterizzazione delle strutture micrometriche e sub-micrometriche mediante spettroscopia di assorbimento risolta in tempo consentirà di ottimizzare i processi di realizzazione di questi nuovi materiali consentendo una più precisa ed efficiente definizione dei parametri di processo delle sorgenti laser ad impulsi ultracorti utilizzate per la loro sintesi, anche su larga scala. Tale conoscenza sarà messa a disposizione delle aziende locali che operano nel settore manifatturiero o nel settore della chimica e della fotonica e le cui produzioni necessitano di tali processi.

Imprese da coinvolgere Tipo di contatto Frequenza di contatto

da definire

Esempi di microlavorazioni laser su diversi materiali

Immagine SEM di un array di microfori su materiale multistrato Rame – Kapton - Rame

Microlavorazione con laser al picosecondo su vetro, ceramica e metallo (courtesy of LUMERA Laser GmbH)

Attività promozionali da svolgere:• Realizzare un portale web della Rete MICROTRONIC che consenta alle aziende

interessate di conoscere la strumentazione ed i servizi offerti dai Laboratori della Rete, le competenze dei suoi ricercatori e che dia la possibilità alle aziende stesse di interagire direttamente con i ricercatori stessi, ponendo quesiti e presentando problematiche da risolvere connesse con le proprie attività produttive. Si cercherà di pubblicizzare tale sito web inserendo dei link su altri portali web come quelli degli istituti e/o Università a cui afferiscono le UURR della Rete o a siti dedicati alla ricerca nei settori di interesse della Rete MICROTRONIC;

• Preparare del materiale divulgativo, in forma cartacea ed elettronica, contenente le informazioni sulle attività, strumentazioni e servizi offerti dalla Rete, da far veicolare via web o in occasione della partecipazione a conferenze, workshops, fiere e/o eventi come il Festival dell’Innovazione, la Fiera del Levante, la BI.MU. Mediterranea, ecc;

• Organizzare, terminata l’installazione di tutta la strumentazione, un workshop di presentazione della Rete MICROTRONIC e delle sue attività;

• Pubblicazione di articoli su riviste specialistiche ma con taglio divulgativo.

Sito web della Rete: http://

Attività programmate:• Rapporti di consulenza o di servizio per le imprese. A tal fine sarà

stipulata una convenzione tra i soggetti attuatori della Rete (Dipartimento di Fisica dell’Università di Bari, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Gestionale del Politecnico di Bari, Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR) che regolamenti la gestione tecnica e amministrativa di questi rapporti con le imprese. Inoltre verrà predisposto un elenco di servizi offerti dalla Rete con relativo tariffario delle prestazioni.

• Partecipazione della Rete MICROTRONIC o di sue Unità a programmi di ricerca nazionali e/o Europei coinvolgendo partners industriali del mondo produttivo regionale.

• Organizzazione di corsi di aggiornamento per personale delle imprese sulle nuove tecnologie di microlavorazione.

• Sviluppo e deposito di brevetti per tutelare la Proprietà Intellettuale (IPR) maturata nell’ambito di programmi di ricerca e successiva cessione di tale IPR a soggetti del mondo produttivo regionale per il suo sfruttamento con accordi di licenza a condizioni particolarmente vantaggiose per le imprese.

Contatti :Prof. Pietro Mario Lugarà, Coordinatore Scientifico del ProgettoDipartimento Interateneo di Fisica – Università degli Studi di BariTel. : 080 544 3231E-mail : pietromario.lugara@uniba.it