I laser sono uno strumento di produzione unico nel suo genere, che offre vantaggi che altri processi semplicemente non possono eguagliare. I laser industriali a CO₂ sono stati utilizzati per una vasta gamma di applicazioni. Tuttavia, permangono ancora dei dubbi sui vantaggi e sui limiti di queste apparecchiature. E, cosa più importante: come faccio a sapere se la lavorazione laser è la scelta giusta per le mie esigenze?
Quali vantaggi offrono le apparecchiature laser?
La marcatura e la codifica laser si sono diffuse in tutti i settori industriali che cercano di realizzare caratteristiche simili, non solo per le loro prestazioni, ma anche per i vantaggi aggiuntivi che offrono. I principali vantaggi dei laser a CO₂ per la produzione includono:
• Processi unici: i laser a CO₂ possono offrire effetti e applicazioni unici. Ciò è dovuto alle leggi fisiche che regolano le interazioni tra il laser e il materiale. Ciò include nuovi e innovativi progetti di componenti che integrano caratteristiche di precisione che altre apparecchiature non sono in grado di fornire o processi completamente nuovi come la produzione additiva. La lavorazione laser è senza contatto. Questi laser possono lavorare con materiali estremamente delicati o che devono rimanere sterili.
• Processi multipli: un singolo laser è in grado di eseguire molteplici processi applicativi su un materiale, tra cui: taglio, marcatura, foratura, incisione, incisione a secco, perforazione e altro ancora, grazie a una combinazione di impostazioni del laser e modalità di emissione del raggio. La possibilità di affidare a un unico apparecchio l’esecuzione di più fasi di un processo di produzione garantisce un risparmio sui costi e consente di risparmiare spazio prezioso negli ambienti di produzione.
• Lavorazione digitale: i laser e le apparecchiature di emissione del raggio sono controllati da software. Pertanto, i disegni vengono creati o aggiornati al volo. Ciò rende i cambi di produzione rapidi e semplici e consente persino che ogni pezzo prodotto sia completamente unico, se lo si desidera.
• Elevata affidabilità: i laser a CO₂ sono progettati per essere apparecchiature industriali robuste; molti funzionano per oltre 5 anni senza richiedere interventi di manutenzione. Questa affidabilità e l’assenza di materiali di consumo o parti meccaniche di ricambio garantiscono che i tempi di inattività siano ridotti al minimo.
• Modifiche in fase avanzata: i laser possono essere combinati con altre apparecchiature per consentire la personalizzazione nelle fasi finali del processo di produzione, garantendo maggiore efficienza e risparmi sui costi. Ad esempio, molte case automobilistiche producono paraurti adatti a diversi modelli di auto. I laser vengono utilizzati per praticare fori per il montaggio dei sensori nei paraurti prodotti in serie, consentendo di renderli specifici per ciascun modello di auto.
• Curva di apprendimento rapida: la natura digitale della lavorazione laser consente una curva di apprendimento rapida: le impostazioni del laser e i file di progettazione possono essere salvati come base di riferimento per progetti o materiali futuri. Sono inoltre disponibili ingegneri applicativi per testare nuovi materiali e fornire le impostazioni di processo. Per l’installazione iniziale delle apparecchiature laser, è possibile utilizzare sistemi laser (gruppi combinati di laser e testina di scansione) per ridurre al minimo il lavoro di progettazione dell’integrazione e consentire agli utenti di essere operativi in pochi minuti.
• Costi operativi ridotti: i vantaggi sopra citati si combinano per garantire risparmi sui costi per tutta la durata di vita del laser. Di particolare importanza sono la natura digitale del processo, la capacità di eseguire più processi con un’unica apparecchiatura e la riduzione al minimo dei tempi di inattività associati ai cambi di produzione e alle riparazioni. Ciò consente una produzione economicamente vantaggiosa, che comprende: prototipazione, piccole serie e persino singoli pezzi unici.
• Maggiore flessibilità ed efficienza migliorata: i laser a CO₂ hanno dimostrato la loro efficacia in un’ampia varietà di applicazioni industriali, sostituendo le tecnologie tradizionali con precisione e controllo digitali. Gli utenti dei sistemi di lavorazione laser a CO₂ mantengono un vantaggio competitivo offrendo ai propri clienti maggiore flessibilità e efficienza, per stare al passo con le tendenze di mercato in continua evoluzione.
Quali sono i compromessi?
• Sicurezza: come per qualsiasi apparecchiatura di produzione industriale, è necessaria un’adeguata cura per garantire un funzionamento sicuro. Ciò può includere: circuiti di arresto di emergenza, interblocchi elettrici, involucro di sicurezza attorno all’area di lavorazione, aspirazione dei fumi e segnaletica adeguata. Con una formazione adeguata e misure di sicurezza appropriate, i laser non rappresentano un rischio per la sicurezza maggiore rispetto alle apparecchiature meccaniche tradizionali.
• Lunghezza d’onda del laser: i materiali assorbono le diverse lunghezze d’onda del laser in misura variabile. Abbinando il materiale da lavorare a una lunghezza d’onda del laser che esso assorbe in modo efficiente, il risultato del processo sarà di qualità superiore e con una maggiore produttività. Rivolgetevi a un ingegnere applicativo per determinare la lunghezza d’onda corretta per le vostre esigenze di lavorazione.
• Potenza del laser: la potenza media e la potenza di picco di un laser possono influire sulla velocità di lavorazione, sullo spessore del materiale lavorabile e sulla qualità dei bordi risultanti. In genere, i laser con una potenza media più elevata sono in grado di lavorare i materiali più rapidamente. Anche in questo caso è consigliabile rivolgersi a un ingegnere applicativo per garantire il rispetto dei requisiti di lavorazione.
• Trasmissione del raggio: esistono diversi modi per trasmettere il raggio laser al materiale di lavoro, tra cui teste di scansione a galvanometro, portali XY e configurazioni a fuoco fisso. La scelta del sistema di trasmissione del raggio può influire sulla velocità di lavorazione, sulle dimensioni dell’area di lavorazione e sul livello di dettaglio o qualità ottenibile.
• Apparecchiature ausiliarie: tutti i laser richiedono alcune apparecchiature aggiuntive per il corretto funzionamento, tra cui: alimentatori, sistemi di aspirazione dei fumi, sistemi di trasmissione del raggio e sistemi di raffreddamento (che possono essere a acqua, il che richiederebbe un refrigeratore, oppure ad aria, che richiedono ventole). I processi possono inoltre trarre vantaggio da opzioni aggiuntive come l’assistenza a gas.
• Ambiente: occorre prestare attenzione a proteggere le ottiche del laser e del sistema di trasmissione del raggio. Ciò significa che ambienti caldi e ad alta umidità (che possono causare la formazione di condensa sulle ottiche) o ambienti polverosi (che causano la contaminazione delle ottiche) possono portare a guasti alle ottiche. Proteggere i treni ottici dall’ingresso di polvere e prevenire la formazione di condensa garantirà una lunga durata sia delle ottiche che dei laser.
Quali sono i compromessi?
I laser offrono numerosi vantaggi che altri metodi di produzione non possono eguagliare. La lavorazione laser dovrebbe essere presa in considerazione se:
• Il vostro processo non può essere realizzato con altri metodi di produzione oppure tali soluzioni non sono convenienti quanto la lavorazione laser. Ciò potrebbe includere modifiche in fase avanzata a parti standard, prototipazione, piccole serie e altro ancora.
• Si richiede un elevato livello di flessibilità nella produzione, che potrebbe includere molteplici processi applicativi (taglio, marcatura, incisione, ecc.) per garantire flessibilità da un lavoro all’altro o persino la produzione di singoli pezzi unici. • Si richiede un tempo rapido dalla progettazione alla commercializzazione.
• Siete interessati a passare a un processo digitale o a integrare l’Industria 4.0 nella vostra produzione.
• I vostri clienti richiedono livelli più elevati di personalizzazione, l’assenza di quantità minime d’ordine o tempi di consegna più rapidi per i loro lavori.
Avete ancora domande? I nostri ingegneri applicativi hanno le risposte. Sono a vostra disposizione per consulenze su nuovi progetti o materiali e possono anche fornire test applicativi gratuiti sui vostri materiali specifici.
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