Pensare come un laser: quando il laser è la scelta migliore

Fino a poco tempo fa, e in parte tuttora, i processi industriali erano basati su dei paradigmi produttivi incentrati sulla produzione di massa. Questo comportava una tendenza alla standardizzazione dei prodotti e dei processi, la riduzione del numero di personalizzazioni possibili, la massimizzazione del numero di pezzi prodotti.

Adottando questi accorgimenti era possibile realizzare delle economie di scala che abbassavano il costo del singolo pezzo prodotto aumentando così il profitto dell'azienda.

Un paradigma produttivo di questo genere andava bene finché il rapporto tra produttori e clienti era a senso unico: il mercato acquistava ciò che il produttore aveva da offrire e adeguava di conseguenza le sue possibilità produttive. Gli avanzamenti tecnologici degli ultimi anni, accompagnati da cambiamenti nei mercati e nelle richieste delle industrie, hanno però permesso di superare questo approccio e portare un cambiamento di paradigma.

Grazie all’uso delle tecnologie, processi di fabbricazione digitale hanno reso possibili nuovi approcci alla produzione e la realizzazione di forme di produzione altamente personalizzate che prima non erano sostenibili dal punto di vista economico.

Il laser rientra pienamente fra questi processi. L’uso del laser è stata una rivoluzione e ha permesso in molti settori di ridurre i costi di produzione, velocizzare il tempo di evasione dell’ordine e rendere possibile la produzione di massa di prodotti personalizzati.

Quanto detto potrebbe sembrare un paradosso: per comprenderne appieno la portata bisogna cambiare modo di pensare alla produzione industriale.

Pensare come un laser

L’acquisizione di un sistema laser non è solo l’acquisizione di un nuovo macchinario. Impone anche l’adozione di un nuovo modo di pensare alla produzione. Diventa necessario conoscere i vantaggi che il laser offre per sfruttarne i punti di forza e utilizzarlo in modo produttivo ed economicamente vantaggioso.

Per capire cosa significhi concretamente, analizziamo uno per uno i suoi punti di forza: versatilità, precisione, pulizia, velocità e mancanza di contatto.

Versatilità

La versatilità del laser si può riscontrare su molti piani. In primo luogo, il laser a CO₂ può lavorare su una vasta gamma di materiali. Questo tipo di laser dà il meglio di sé su quelli di derivazione organica (carta, cartone, pelle, tessuti, materiali plastici acrilici, material abrasivi etc.), sui quali può eseguire efficacemente qualsiasi tipo di lavorazione. Sui materiali metallici, invece, il laser a CO₂ ha un’applicazione più ristretta, in particolare nel campo dei trattamenti superficiali, come la rimozione delle vernici.

Precisione

Per sua natura il raggio laser è uno strumento altamente controllabile. La durata del raggio e la sua potenza sono facilmente gestiti tramite il software, e dosati in funzione dei risultati che si desiderano ottenere. Questa caratteristica del laser ha aperto la strada a lavorazioni di precisione e ha reso possibile creare pezzi perfettamente calibrati sulle funzioni per le quali sono stati creati.

Degli esempi di questo tipo di applicazione possono essere la perforazione di vaschette per alimenti, o il taglio di prodotti per il packaging. Questo particolare tipo di confezionamento consiste nel creare dei fori sulla superficie del film plastico per migliorarne la traspirabilità e adattarla alle caratteristiche del contenuto.

Questo è solo un esempio delle applicazioni rese possibili dal laser. Altri esempi sono la strong di rivestimento nel settore automotive, la creazione di tubi per l’irrigazione, la microforatura di strumenti per il settore sanitario.

Pulizia

Fra tutti i processi di lavorazione basati sulla rimozione di materiale da un pezzo in lavorazione, il laser è quello che produce meno residui in quanto il materiale viene eliminato per sublimazione. Anche gli scarti di lavorazione, cioè le parti di materiale di base non utilizzato, possono essere ridotti grazie alla procedura di nesting, gestita da software appositi.

La gestione computerizzata permette di sfruttare al massimo la superficie di lavoro ricavando più pezzi finiti dalla stessa base di materiale rispetto all’equivalente lavorazione tradizionale nella maggior parte dei casi. Sotto questo aspetto, il laser è un salto di qualità rispetto ai processi basati sull'asportazione di truciolo, o sull’utilizzo di getti di fluido abrasivo di vario tipo.

I risultati di pulizia sono possibili in quanto il raggio laser concentra un’elevata energia sul materiale da lavorare il quale, nel punto in cui è colpito dal raggio, va incontro a processi chimico-fisici che ne provocano la rimozione istantanea per evaporazione senza produzione di scarti.

Questa caratteristica rende il laser ideale per tutti quegli ambiti produttivi nei quali l’assenza di scarti di lavorazione e il mantenimento di un ambiente pulito sono fondamentali. Si pensi ad esempio alle lavorazioni nell’ambito dell’elettronica, al settore dei dispositivi medicali, ai settori del packaging e del confezionamento.

L’assenza di scarti e di altri residui comporta anche un vantaggio economico: infatti, i tagli eseguiti con il laser a CO₂ non hanno bisogno di ulteriori rifiniture: questi sono eseguiti in maniera chirurgica e l’asportazione di materiale non lascia la minima traccia, riducendo in tal modo i costi produttivi per ogni pezzo.

Velocità

Nelle lavorazioni industriali la velocità di esecuzione delle lavorazioni è un requisito fondamentale. Da essa dipende la possibilità di rispondere efficacemente alle esigenze di produttività.

Se messo in condizioni ottimali, il laser è capace di eseguire le lavorazioni ad altissima velocità. Questa caratteristica è particolarmente evidente nell’esecuzione di lavorazioni dal disegno complesso. Processi come l’incisione di codici a barre e codici identificativi sui pezzi da lavorare, la decorazione di tessuti, il taglio di forme complesse vengono eseguiti in maniera praticamente istantanea da un raggio laser.

Ma anche lavorazioni lente e dispendiose come la finitura dei tessuti possono essere rimpiazzate efficacemente da un laser a CO₂. In un articolo precedente abbiamo parlato della possibilità di decolorare il tessuto denim, utilizzato per la strong, mediante processi di laser scanning.

In precedenza la decolorazione dei jeans era eseguita tramite processi chimici molto lenti, dispendiosi in termini di risorse e estremamente inquinanti. L’integrazione del laser nella filiera produttiva di questi prodotti ha permesso di velocizzare notevolmente il processo produttivo permettendo di realizzare al contempo un risparmio notevole in termini di risorse e una riduzione dell’impronta ecologica della produzione.

Mancanza di contatto

Il laser è un processo non a contatto. Questa caratteristica permette di ottenere numerosi benefici.

In primo luogo l’usura degli utensili è limitata. Di conseguenza, si riducono anche le spese per la manutenzione degli stessi. Il laser, lo strumento che esegue materialmente la lavorazione, emette un fascio di luce coerente e focalizzata. Non c’è contatto meccanico tra l’utensile e il materiale, lo strumento di lavorazione si consuma di meno.

Certo, anche una sorgente laser ha bisogno di manutenzione ordinaria. Il mezzo produttore del laser, il gas CO₂, si consuma nel corso del tempo. La tecnologia self-refilling messa a punto da El.En. per le sue sorgenti laser, ha reso questo inconveniente una semplice manutenzione: è possibile sostituire la bombola di gas anche in-house, abbattendo inoltre i periodi di inattività della macchina.

La mancanza di limitazioni meccaniche alle possibilità di movimentazione del laser, il diametro esiguo del raggio stesso unite alle possibilità offerte dal controllo numerico permettono di ottenere altissime tolleranze nelle lavorazioni. L’incisione o il taglio di forme complesse diventano estremamente semplici. Una caratteristica, questa, che rende il laser una scelta ideale per tutti quei settori che puntano sul design per ottenere il proprio vantaggio competitivo, come ad esempio la moda.

Qualunque sia la tua applicazione, contattaci tramite il nostro form. Saremo lieti di suggerirti la migliore soluzione per le tue esigenze!