La plastica è uno dei materiali che si presta meglio al taglio con il laser a CO2. I migliori risultati si ottengono con alcuni polimeri termoplastici fra i quali rientra il polipropilene.

La plastica è uno dei materiali che si presta meglio al taglio con il laser a CO2. I migliori risultati si ottengono con alcuni polimeri termoplastici fra i quali rientra il polipropilene.

Plastica dai mille usi, seconda solo al polietilene come ambito di utilizzo, il polipropilene ha dimostrato delle ottime capacità di assorbimento dell’energia prodotta dal laser, tanto da prestarsi a tutto il range di applicazioni, dalla perforazione alla saldatura.

Polipropilene: caratteristiche e utilizzi

Il polipropilene è un polimero termoplastico ottenuto dalla polimerizzazione del propilene. La sua caratteristica principale è che le molecole componenti il polimero possono essere ordinate in modo ordinato o casuale. Nel primo caso, il polipropilene prende le caratteristiche di polimero isotattico. Questa configurazione è quella più utilizzata dal punto di vista commerciale, poiché conferisce al materiale ottime caratteristiche chimiche, fisiche e meccaniche.

Il polipropilene ha un’elevata resistenza al calore (maggiore rispetto al polietilene), buone caratteristiche di elasticità, durezza e capacità di assorbire gli urti senza rompersi. Possiede inoltre una bassa densità, che gli conferisce leggerezza, ha un elevato potere isolante e una buona resistenza agli agenti ossidanti e chimici.

Il polipropilene può essere infine lavorato in una varietà di forme: stampaggio a iniezione, termoformatura, estrusione per la creazione di fibre tessili.

Date queste sue caratteristiche, questo materiale plastico ha trovato una miriade di applicazioni in ogni ambito. Non c’è praticamente settore industriale o della vita quotidiana che non faccia uso, sotto qualche forma di un oggetto in polipropilene.

Ecco una lista degli oggetti che più spesso vengono realizzati in questo materiale:

• Imballaggi, etichette e contenitori
• Oggetti per la cucina come stoviglie e contenitori per alimenti
• Abbigliamento sportivo
• Componenti per le automobili
• Buste e sacchetti
• Oggetti idrosanitari
• Componenti per oggetti elettronici

Taglio laser del polipropilene

Il polipropilene ha un’ottima lavorabilità mediante taglio laser CO2 del quale assorbe in modo molto efficiente la lunghezza d’onda nel raggio dell’infrarosso.

A livello macroscopico, il taglio presenta dei bordi lisci e ben rifiniti e non c’è presenza di bruciature o carbonizzazione. Anche la presenza di bava o di irregolarità del taglio dovute a residui è molto limitata.

La qualità del taglio comunque è direttamente influenzata dalla potenza del laser\, dalla velocità di taglio e dallo spessore del materiale tagliato. In generale, una sorgente laser a CO2 di media potenza è sufficiente a eseguire la maggior parte delle lavorazioni utili per le comuni applicazioni a cui sono destinati gli oggetti in polipropilene. Inoltre la qualità è influenzata anche dalla lunghezza d’onda utilizzata. Per questo tipo di materiale abbiamo infatti ideato una sorgente laser specifica per il polipropilene: BLADE RF333P molto apprezzata soprattutto in applicazioni taglio etichette mediante il kiss cutting, in cui la variazione di assorbimento di lunghezza d’onda dovuti ai diversi film plastici in gioco, diventa una caratteristica fondamentale della lavorazione.

Qual è la tua applicazione?

Il taglio laser del polipropilene presenta numerosi vantaggi: permette di eseguire lavorazioni complesse, di precisione, con grande velocità. È inoltre un sistema molto flessibile, che si presta a numerose applicazioni. Oltre al taglio, il polipropilene risponde molto bene alle altre lavorazioni laser, in particolare alla perforazione, alla marcatura e alla saldatura. La stessa sorgente laser può effettuare tutte queste lavorazioni.

Se lavori il polipropilene e pensi che la tua applicazione possa essere realizzata mediante laser CO2 contattaci: ti aiuteremo a trovare la soluzione laser più adatta.

I polimeri plastici sono molto utilizzati nell’industria del packaging alimentare. Il confezionamento di prodotti vegetali freschi è l’ambito di applicazione in cui questi materiali hanno avuto maggiore successo. Versatilità, facilità di lavorazione e resistenza agli agenti chimici sono le caratteristiche che più vengono apprezzate in questo tipo di applicazione.

Ma la caratteristica che li rende ideali per il confezionamento dei prodotti freschi è la loro capacità di traspirazione. Ogni materiale, infatti, ha una sua naturale traspirabilità. Con questo termine si indica il grado di permeabilità a diversi tipi di molecole gassose, in particolare ossigeno, anidride carbonica e vapore acqueo.

Questa particolare caratteristica si rivela fondamentale nella conservazione degli alimenti freschi. I processi metabolici dei prodotti freschi infatti non si interrompono dopo la raccolta. Processi come la respirazione cellulare e la maturazione del vegetale continuano anche dopo che l’alimento è stato confezionato e, se non adeguatamente contrastati, possono portare al completo deterioramento del prodotto. Per questo motivo, una delle sfide più grandi nella produzione e vendita dei prodotti freschi, è evitare che i processi metabolici rendano il prodotto inadatto al consumo.

La tecnologia del confezionamento ha trovato diverse soluzioni per ovviare al problema del deterioramento. L’utilizzo di trattamenti disinfettanti, sia chimici che meccanici, o antifungini va di pari passo con l’utilizzo di adeguate barriere protettive come sono appunto le pellicole plastiche.

Un notevole passo avanti sotto questo punto di vista è stato compiuto mediante l’introduzione del confezionamento dei prodotti freschi in atmosfera controllata. Questo processo sfrutta le proprietà di traspirabilità dei film plastici. Il principio alla base è cercare di ottimizzare l’equilibrio di gas presenti all’interno della confezione in modo da trovare la combinazione ottimale per contrastare i processi di deterioramento.

Molte pellicole, tuttavia, non permettono di ottenere il giusto rapporto fra gas in ingresso e in uscita. Come fare allora? È possibile intervenire attraverso la microperforazione laser. Tramite questo processo è possibile realizzare dei fori microscopici sulla superficie della pellicola plastica. In basa alla dimensione dei fori, che possono andare da 50 a 200 micrometri, è possibile definire il giusto rapporto tra gas in entrata e in uscita, e regolare così l’equilibrio di gas e l’umidità all’interno della confezione, in modo da ottimizzare in base al prodotto.

Il vantaggio di un tale tipo di produzione è che essa è perfettamente integrabile in un impianto di confezionamento di prodotti alimentari freschi in atmosfera controllata. Immaginiamo, ad esempio, un’industria che tratta diversi tipo di prodotti freschi. Ogni prodotto ha bisogno di essere confezionato secondo le proprie specifiche. La confezione deve essere ottimizzata per lo specifico tipo di prodotto, in modo tale da avere il giusto equilibrio di gas all’interno della confezione.

Il laser permette di ottimizzare l’intero ciclo produttivo in modo da eseguire per ogni prodotto la giusta microperforazione e ottenere così il giusto equilibrio interno tra ossigeno, idrogeno e anidride carbonica. Il tutto senza bisogno di cambiare gli impianti di produzione, ma solo attraverso un’adeguata riprogrammazione del software di controllo del laser, eseguibile in pochi secondi.

Il PTFE è un polimero sintetico utilizzato in molti ambiti. La sigla sta per Politetrafluoroetilene, ma sicuramente è più conosciuto sotto alcuni nomi commerciali come ad esempio Teflon o Algoflon. Appare come un materiale plastico, generalmente di colore bianco, ma che può essere colorato di nero con degli additivi. 

Il PTFE è un polimero sintetico utilizzato in molti ambiti. La sigla sta per Politetrafluoroetilene, ma sicuramente è più conosciuto sotto alcuni nomi commerciali come ad esempio Teflon o Algoflon. Appare come un materiale plastico, generalmente di colore bianco, ma che può essere colorato di nero con degli additivi. Può essere usato da solo o con altri polimeri.

Il PTFE appartiene ai Perfluorocarburi, una classe di polimeri composti prevalentemente da catene di fluoro e carbonio.

Proprio dalla loro composizione chimica nascono una vasta gamma di proprietà fra cui:

• Antiaderenza
• Impermeabilità
• Resistenza agli agenti chimici
• Resistenza al fuoco e alle alte temperature
• Elevato potere isolante
• Scorrevolezza

Le applicazioni sono numerose. Forse la più comune è come rivestimento antiaderente per le stoviglie. Ma il PTFE è utilizzato creare guarnizioni\, nastri isolanti e ovunque sia necessario un componente capace di ridurre gli attriti e resistere agli agenti corrosivi.

Il fatto che sia composto principalmente da carbonio, lo rende perfettamente compatibile con la lunghezza d’onda del laser a CO₂. Sul PTFE è possibile eseguire facilmente e con ottimi risultati il taglio, la perforazione, la marcatura e l’incisione laser.

L’interazione tra PTFE e laser a CO₂

L’elevato potere isolante è la caratteristiche che influisce maggiormente sui risultati dell’interazione tra il laser a CO₂ e il PTFE.

In generale, quando il raggio laser raggiunge la superficie di un materiale, concentra un’energia molto elevata in un singolo punto. In questo modo si mettono in atto delle trasformazioni chimiche o fisiche dipendenti dalle caratteristiche dei materiali.

Nel caso del PTFE, l’energia generata dal laser spezza i legami molecolari delle catene di Fluoro e Carbonio provocando la trasformazione chimica del materiale nel caso della marcatura laser o la sua rimozione nel caso dei processi di taglio e incisione laser.

Come abbiamo detto, il PTFE è un materiale dalle ottime proprietà isolanti e quindi assorbe il calore nel punto di contatto con il laser, non lo disperde nella zona circostante. Inoltre ha un punto di fusione alto. Entrambe queste caratteristiche hanno importanti conseguenze sul comportamento del laser. La scarsa conduttività termica e l’elevato di fusione fanno si che la HAZ (Heat-Affected Zone), sia molto contenuta, limitata al punto di contatto tra il raggio laser e il materiale.

Il risultato è che le lavorazioni laser sul PTFE sono molto precise e pulite. Le possibilità di danneggiare accidentalmente il materiale o di creare zone di annerimento o bruciature sono remote. Il PTFE assorbe molto bene l’energia del laser a CO₂ e per questo è possibile ottenere lavorazioni molto efficienti in termini di velocità.

PTFE Laser cutting

Nel taglio laser il raggio è utilizzato per rimuovere il materiale lungo un percorso di taglio predefinito. La rimozione del materiale avviene per sublimazione: l’energia generata dal laser è concentrata in uno spot molto piccolo, ed è proprio l’elevata densità di energia a provocare il passaggio istantaneo del materiale dallo stato solido allo stato gassoso.

Il taglio laser è utilizzato in molte attività come ad esempio creare aperture in un materiale, ricavare forme da un foglio di materiale, ricavare pezzi da una matrice.

La particolarità del taglio sul PTFE è che i bordi di taglio sono netti, perfettamente finiti. Il pezzo ottenuto non ha bisogno di ulteriori lavori perché è già rifinito. Il taglio laser permette di seguire percorsi di taglio di elevata complessità.

PTFE Laser drilling

La perforazione laser [laser drilling] è una variante del taglio laser.

In questa lavorazione il laser è usato per creare un foro su una lastra di materiale, proprio come farebbe un trapano meccanico. La perforazione laser però permette di superare i limiti della lavorazione meccanica.

Con il laser si possono creare dei fori di dimensioni microscopiche. Si va da un minimo di una frazione di millimetro, al massimo consentito dalle caratteristiche di design della macchina con cui è eseguita la lavorazione.

Inoltre il laser permette di controllare con grande precisione tutti i parametri della lavorazione come l’inclinazione delle pareti del foro, la rastrematura, la profondità e la densità dei fori sulla superficie. È possibile creare pezzi con tutte le caratteristiche più adatte alla funzione che devono svolgere. Nel caso di un filtro, ad esempio, si possono creare fori con dimensioni, forma e disposizione ben precise.

PTFE Laser marking and engraving

Il PTFE si presta bene anche a processi di marcatura e incisione laser. Questi due processi sono in genere utilizzati per imprimere loghi, codici alfanumerici, codici a barre o codici QR e informazioni di vario tipo su un determinato materiale.

Marcatura e incisione laser invece sono processi simili anche se il meccanismo della lavorazione è diverso.

Sia l’uno che l’altro processo si basano sull’interazione tra il raggio laser e la superficie del materiale ma nella marcatura si attua una trasformazione chimica del materiale, nell’incisione si attua un’ablazione del materiale come nel taglio laser. La marcatura quindi è più superficiale: il segno è creato perché la trasformazione del materiale crea un contrasto rispetto al materiale circostante. Nell’incisione invece il laser crea un solco incidendo direttamente il materiale.

La scelta di una lavorazione o di un’altra dipendono dal tipo di applicazione ma anche dal tipo di materiale su cui è eseguita.

Sul PTFE bianco ad esempio la marcatura laser da scarsi risultati perché il segno non ha abbastanza contrasto da creare un segno sufficientemente visibile. Come abbiamo detto il PTFE ha un’alta temperatura di fusione, quindi è difficile creare dei segni di bruciatura.

Sul PTFE di colore nero invece la marcatura ha più successo perché l’interazione tra il laser e il materiale riesce a incidere un segno sul materiale in quanto il PTFE, sottoposto ad alte temperature, si espande e appare il segno bianco a contrasto col nero circostante.

L’incisione laser invece è possibile su ogni tipo di PTFE con risultati ottimali. Come abbiamo detto, il PTFE è un ottimo assorbitore della lunghezza d’onda del laser CO₂, ma anche un cattivo conduttore di calore. Questo fa sì che la zona colpita dal calore sia limitata al punto di interazione tra il laser e il materiale, con il risultato che l’incisione è molto precisa e pulita.

Scrivici per sapere come lavorare il PTFE con il laser a CO₂

Ogni applicazione laser ha le sue particolarità. Non esiste un regola valida per tutte le circostanze e per tutti i materiali. Per trovare una soluzione che sia adatta alle tue necessità contattaci. Saremo felici di trovare una soluzione al tuo problema.

L’applicazione del laser CO2 ai processi di produzione degli alimenti è un trend consolidato. Il laser è spesso utilizzato per rimpiazzare i processi di etichettatura degli alimenti o la stampigliatura di date di scadenza, codici identificativi e altri contrassegni sui prodotti. Ne sono un esempio le applicazioni di marcatura laser dei formaggi o della frutta, di cui abbiamo parlato in alcuni articoli precedenti.

Un altro esempio di processo che può essere eseguito con successo dal laser è la marcatura delle uova di pollo.

Tradizionalmente, la tecnica utilizzata per la marcatura delle uova è la stampa a inchiostro.

Trattandosi di alimenti freschi, spesso è fondamentale che su ogni singolo uovo siano riportate informazioni come la data di deposizione o la data di scadenza. Queste informazioni rendono il consumo delle uova più sicuro, in quanto permettono di sapere con precisione la freschezza dell’alimento che sta per essere consumato.

La marcatura a inchiostro delle uova presenta però alcuni inconvenienti:

• si utilizzano inchiostri che possono contenere sostanze nocive
• il segno ottenuto può dare problemi di leggibilità
• vi sono dei tempi tecnici da rispettare, ad esempio per far asciugare l’inchiostro.
• c’è un maggiore consumo di risorse

La marcatura laser permette di superare questi inconvenienti. Vediamo come funziona il processo.

Un sistema per la marcatura laser si compone di 3 elementi: un software di controllo, una sorgente laser CO2 e una testa di scansione galvanometrica.

In questa applicazione di marcatura laser, la sorgente viene utilizzato in modalità pulsata. Questa modalità permette di raggiungere altissimi picchi di potenza per momenti brevissimi, permettendo in tal modo di rimuovere istantaneamente una porzione di materiale dalla superficie da lavorare.

La testa di scansione invece ha un duplice compito: muovere il raggio laser sulla superficie, in base agli assi X e Y e tenerlo sempre focalizzato sul punto esatto della superficie da lavorare.

Il software di controllo ha il compito di coordinare l’azione della sorgente laser e della testa di scansione, facendo in modo che il laser segua il percorso prestabilito e la sua potenza sia regolata in modo tale da ottenere gli effetti voluti sulla superficie.

I vantaggi di un sistema di marcatura laser tramite la modalità impulsata sono notevoli:

• I segni prodotti dal laser sono indelebili
• Non si impiegano sostanze potenzialmente nocive
• Il processo è sensibilmente più veloce rispetto alla marcatura a inchiostro

È stato dimostrato inoltre come la marcatura sia solo superficiale e non danneggi in alcun modo la parte interna dell’uovo. La marcatura infatti riguarda circa un quarto dello spessore della superficie dell’uovo.

Con questa tecnica è possibile incidere non solo codici alfanumerici ma anche loghi e immagini, facendo rientrare questa tecnica sotto la più generica etichetta di natural branding.

Il mercato della pelle sintetica ha visto una crescita esponenziale negli ultimi anni. La pelle naturale sta diventando un bene sempre più scarso, per motivi sia economici che ecologici.

Il mercato della pelle sintetica ha visto una crescita esponenziale negli ultimi anni. La pelle naturale sta diventando un bene sempre più scarso, per motivi sia economici che ecologici. Da un lato la necessità di prodotti finiti a prezzi sempre più bassi limita l’impiego di materie prime costose e dall’altro, le tematiche animaliste ed ecologiste spingono le aziende a scegliere soluzioni a basso impatto ambientale.

La pelle sintetica è molto simile alla pelle naturale sia dal punto di vista tecnologico che dal punto di vista sensoriale. A differenza della pelle naturale non è un materiale traspirante. Inoltre, ha bisogno di un supporto, spesso realizzato in cotone o altra fibra naturale.

I vantaggi della pelle sintetica rispetto alla pelle animale sono numerosi:

• i costi di produzione sono molto bassi
• si possono ottenere lotti di produzione molto uniformi
• si possono creare texture ed effetti inesistenti in natura
• è più facile da tagliare e da cucire

Lungi dall’essere un’alternativa meno nobile rispetto al materiale originale\, la pelle sintetica è un materiale pratico e moderno. Può essere applicato con successo in tutti gli ambiti in cui è applicata la pelle tradizionale\, con gli stessi risultati dal punto di vista estetico e tecnico.

La composizione della pelle artificiale

La pelle sintetica è un materiale composto da due strati, uno superiore che imita la pelle e uno inferiore che fa da supporto.

Lo strato superiore è composto da un polimero sintetico. I materiali più utilizzati sono il PVC (Polyvinyl chloride) e il Poliuretano (PU). I due materiali hanno delle leggere differenze. La maggior parte della pelle sintetica è realizzata in PVC perché ha un basso costo e una maggiore resistenza. Meno utilizzato è invece il Poliuretano per il costo più elevato. Tuttavia riesce a conferire una sensazione tattile più simile a quella della pelle di origine animale.

La parte inferiore della pelle sintetica è fatta di tessuto. Si usano fibre sintetiche, naturali – in genere cotone – o miste naturale-sintetico.

Il ruolo del tessuto di supporto è molto importante. Le caratteristiche meccaniche della pelle sintetica dipendono dalla resistenza del supporto. La pelle sintetica resiste finché il tessuto di supporto è intatto.

Marcare/incidere la pelle artificiale con il laser

Data la sua composizione in polimeri termoplastici, la pelle sintetica si presta molto bene alla lavorazione laser, in particolare con il laser a CO₂. Le interazioni tra materiali come il PVC e il Poliuretano e il raggio laser raggiungono un’elevata efficienza energetica, garantendo risultati ottimali.

Marcatura e incisione laser

I processi di marcatura e incisione sono molto simili. In entrambi i casi l’interazione del raggio laser con il materiale agisce a livello degli strati superficiali. L’energia del laser attiva delle trasformazioni che\, a seconda dell’intensità\, sono più o meno profonde e radicali.

Nei processi di marcatura, la densità energetica applicata è molto bassa. Le trasformazioni nel materiale sono meno profonde, riguardano il livello più superficiale, l’aspetto esteriore del materiale.

Nell’incisione laser la densità energetica applicata è maggiore. Il processo interessa uno strato più profondo. Il materiale va quindi incontro a sostanziali trasformazioni chimiche. Il segno risulta più visibile, con un maggiore contrasto. Si possono ottenere delle caratteristiche tattili e, in certi casi, creare un effetto di rilievo.

I parametri del laser

Per ottenere gli effetti desiderati tramite marcatura e incisione laser, il sistema deve essere impostato secondo determinati parametri. Non esiste una regola universale. I parametri corretti dipendono da fattori quali:

• il tipo di materiale utilizzato: policloruro di vinile e poliuretano assorbono l’energia in modo diverso. Quindi le impostazioni saranno diverse
• il colore della pelle: la pelle di colore chiaro è più riflettente di quella di colore scuro. La pelle scura quindi assorbe meglio il raggio laser, realizzando una maggiore efficienza energetica e lavorazioni più veloci

Una corretta impostazione del laser punterà a ottenere la corretta densità energetica in modo da ottenere un segno ben visibile senza danneggiare il materiale.

La marcatura/incisione della pelle è una delle applicazioni di galvo scanning. Rientrano sotto questa categoria tutte le lavorazioni in cui la sorgente laser è utilizzata in combinazione con una testa di scansione.

La testa di scansione ha il compito di distribuire sulla superficie del materiale il laser prodotto dalla sorgente.

Sia le sorgenti laser che le teste di scansione sono disponibili in diversi modelli, a seconda delle necessità. Per scegliere bene è necessario sapere quali siano le caratteristiche della lavorazione da eseguire. Il modo migliore per creare il tuo sistema per la marcatura/incisione laser della pelle è contattarci. Scrivici le caratteristiche della tua applicazione e troveremo la soluzione più adatta alle tue esigenze.

La fustellatura laser delle etichette [laser die cutting of labels] è un processo di digital converting. In questa applicazione il laser sostituisce le fustelle meccaniche nell’esecuzione di lavorazioni come il taglio o il ritaglio delle sagome delle etichette.

La fustellatura laser delle etichette [laser die cutting of labels] è un processo di digital converting. In questa applicazione il laser sostituisce le fustelle meccaniche nell’esecuzione di lavorazioni come il taglio o il ritaglio delle sagome delle etichette.

L’uso dei laser è particolarmente vantaggioso. Da un lato permette di superare gli svantaggi tipici delle fustelle meccaniche, dall’altro consente di eseguire le stesse lavorazioni con una flessibilità e una precisione che le fustelle non rendono possibile.

Sotto questo aspetto, il processo di fustellatura laser delle etichette mostra in modo lampante quali siano i vantaggi del laser per il settore del packaging e dell’etichettatura.

Come si svolge il processo produttivo delle etichette

La produzione di etichette autoadesive è una delle operazioni di cartotecnica più tradizionali.

Tipicamente il processo produttivo delle etichette si svolge in 3 passaggi:

• stampa dell’etichetta sul foglio matrice
• incisione della sagoma dell’etichetta
• ritaglio della sagoma dell’etichetta

La fustella si usa nelle operazioni di incisione e di ritaglio della sagoma dal foglio matrice per definire la sagoma e per isolare l’etichetta dal foglio in modo da poterla commercializzare come unità.

Questa tecnica di lavorazione ha diversi svantaggi:

• per ottenere nuove forme da tagliare i produttori devono creare una nuova fustella
• le proprietà meccaniche dello strumento non permettono di tagliare forme complesse
• lo strumento di taglio si usura velocemente e ha bisogno di manutenzione per essere mantenuto efficiente

Queste caratteristiche del processo fanno sì che un sistema di produzione di etichette sia efficiente solo se riesce a garantire elevati volumi produttivi. Il mercato però oggi premia le aziende che sono capaci di offrire processi produttivi innovativi\, personalizzati che riescono a sostenere numerose commesse con piccoli volumi produttivi. E da questo punto di vista il laser è lo strumento di produzione ottimale.

La lavorazione laser delle etichette

La fustellatura laser si basa su un processo di ablazione. In questa lavorazione il raggio laser rimuove una porzione di materiale attraverso un processo di sublimazione. Attraverso dispositivi come le teste galvo è possibile spostare il raggio laser su un percorso determinato. Il controllo digitale permette inoltre di tarare precisamente lo strumento in base al tipo di lavorazione che si vuole ottenere.

Le operazioni possibili sono il laser kiss-cutting e il laser cutting. Entrambi sono processi di taglio laser, ma si differenziano per la profondità alla quale incidono il materiale.

Laser kiss-cutting e laser cutting

Il laser kiss-cutting consiste nel tagliare lo strato superficiale di un materiale multistrato. Le etichette adesive sono stampate su fogli matrice. Questi fogli sono composti tipicamente da due strati: uno superiore su cui è stampata la grafica e uno di supporto, su cui è incollato l’adesivo. Nel laser kiss-cutting il laser incide solo la parte superficiale, liberando la sagoma dell’adesivo dalla matrice di supporto

Nel laser cutting o taglio laser, il raggio attraversa tutti gli strati di materiale liberando l’adesivo dalla matrice e riducendolo a unità.

I vantaggi del taglio laser delle etichette

I sistemi di lavorazione laser permettono di ottenere numerosi vantaggi:

• per modificare il percorso di taglio basta caricare un nuovo file nel sistema
• l’assenza di contatto meccanico permette di seguire percorsi di taglio particolarmente complessi
• lo strumento non si usura e richiede una manutenzione minima

Per un’azienda che usa un sistema laser, diventa possibile gestire la produzione in maniera innovativa. Si possono creare prototipi da mostrare al cliente, avviare cicli produttivi di piccolo volume e quindi prendere numerose commesse che i metodi produttivi tradizionali non rendono sostenibile. Si tratta di un cambio di paradigma nel modo di pensare la produzione.

Il vantaggio è anche un altro. Nell’industria del digital converting, e in particolare nel paper converting, si usano quasi esclusivamente laser a CO2. Come è noto questi laser sono noti per interagire in modo molto efficiente con i materiali cartacei. Questa caratteristica, unita alla ridotta produzione di scarti di lavorazione rende il laser uno strumento di produzione eco-friendly.

Contattaci

El.En. ha sviluppato nel corso degli anni numerose applicazioni di digital converting. Contattaci per trovare l’applicazione più adatta alle tue necessità.

La lavorazione della plastica è stato uno dei settori nei quali l’introduzione del laser a CO₂ è stato apprezzato da subito. Il laser ha permesso di eseguire lavorazioni più veloci, più precise e con un minore spreco di risorse.

Flessibilità è stata la parola d’ordine che ha permesso di percorrere nuove strade e nuovi ambiti di impiego della plastica.

Parlare di plastica è in realtà impreciso: questa definizione raccoglie sotto il suo ombrello un ampio numero di materiali, molto diversi per comportamento, caratteristiche meccaniche, lavorabilità e applicazioni possibili.

Le principali lavorazioni eseguibili con il laser a CO₂ sono il taglio, la perforazione e la marcatura. Il taglio della plastica viene eseguito rimuovendo il materiale fino ad attraversare tutto lo spessore dell’oggetto da tagliare.

Alcune plastiche si prestano maggiormente al taglio rispetto ad altre. I migliori risultati si ottengono ad esempio con gli acrilati e con il polipropilene (PP). Su di esse il taglio è realizzato con margini lisci, lucidi e senza nessuna bruciatura.

Anche la marcatura laser CO₂ della plastica si basa sullo stesso principio del taglio: il raggio, anziché attraversare il materiale da parte a parte, rimuove solo uno strato superficiale, lasciando un segno indelebile.

Anche se teoricamente il laser può marcare qualsiasi tipo di logo, codice o figura sulla plastica, le possibili applicazioni dipendono dal materiale impiegato. Alcuni materiali rispondono meglio alle operazioni di taglio, altri invece a quelle di marcatura.

Ma da cosa dipende questa grande variabilità di comportamento tra una plastica e l’altra? La differenza è da ricercare nella diversa disposizione dei monomeri, le unità molecolari ripetitive all’interno del polimero, e dai quali dipendono le sue proprietà e il suo comportamento al variare della temperatura.

Tutte le plastiche infatti vengono lavorate attraverso il calore. A seconda di come rispondono all’aumento di temperatura, le plastiche si suddividono in due categorie: termoindurenti e termoplastiche.

Esempi di polimeri indurenti sono:

• Poliimmide
• Poliuretano
• Bachelite

I principali polimeri termoplastici sono:

• Polietilene
• Polistirene
• Polipropilene
• Polimetilmetacrilato
• Poliammide
• Nylon
• ABS

La differenza sta nel fatto che i polimeri termoplastici si comportano come un solido cristallino entro una certa soglia, detta temperatura di transizione vetrosa, superata la quale invece acquistano un comportamento gommoso, fino a raggiungere la temperatura di fusione.

Questi polimeri sono costituiti da catene lineari ed è per questo che possono essere fusi e modellati facilmente a determinate temperature.

I polimeri termoindurenti invece si irrigidiscono all’aumentare della temperatura fino ad arrivare a quella di fusione, oltre la quale avviene il passaggio di stato. Anche queste caratteristiche sono dovute alla presenza di reticolazioni all’interno della macromolecola, che la rende meno suscettibile alle differenze di temperatura.

A causa di queste differenze sostanziali, non tutte le materie plastiche rispondono bene al laser. In generale, le termoplastiche si prestano meglio alle lavorazioni laser, ma anche le termoindurenti possono essere sottoposte alla lavorazione laser in qualche misura.

Nelle tabelle seguenti abbiamo riassunto il risultato dell’interazione tra i vari polimeri e il laser.

Come si vede i risultati sono molto variabili. Solo con un’analisi caso per caso è possibile capire qual è l’applicazione migliore.

Scegliere il giusto sistema laser per la tua applicazione

L’introduzione del laser nella lavorazione della plastica ha aperto la strada a nuove applicazioni. Lavorare la plastica con il laser è molto conveniente. La maggior parte dei polimeri usati più comunemente è perfettamente compatibili con il laser a CO₂.

Scegliere il sistema laser più adatto a lavorare la plastica però non è semplice. Le variabili in gioco sono molte: dal tipo di applicazione, al tipo di materiale fino ad arrivare alle necessità produttive.

La nostra azienda produce da oltre 35 anni sistemi per la lavorazione laser della plastica. Se hai in mente un’applicazione e non sai come realizzarla, contattaci, saremo felici di esserti d’aiuto.

L’introduzione del laser nei processi industriali è stata una piccola rivoluzione: l’efficacia e la versatilità di questa tecnologia ha permesso di rinnovare profondamente diversi ambiti produttivi. Uno dei settori in cui questo cambiamento è stato più radicale, soprattutto con le evoluzioni degli ultimi anni, è stato il settore delle fustelle, delle quali il laser si è rivelato un valido sostituto.

Tagliare, perforare, sagomare: le fustelle piane e rotative sono lo strumento tradizionali per eseguire questo tipo di lavorazioni su carta, cartone, gomma e altri materiali teneri. Questo strumento è usato principalmente nel settore degli imballaggi e della cartotecnica. Sono economiche, robuste e permettono di eseguire la stessa lavorazione un gran numero di volte.

La fustella tradizionale

Ma proprio questo è il loro punto debole. La creazione di una fustella è un processo che richiede molto tempo, tecnici specializzati e materiali. Questo strumento non è economicamente vantaggioso per piccole quantità produttive o con un grande numero di varianti.

La creazione di una fustella prevede infatti questi passaggi:

• Incisione di una tavola di legno con la funzione di supporto della fustella
• Taglio e piega della lama di acciaio, da incastrare nelle incisioni della base
• Fissaggio della lama sul supporto della fustella

Tutto il processo deve essere eseguito con la massima precisione in quanto la lama deve incastrarsi perfettamente nelle incisioni della tavola di supporto.

È chiaro quindi che la fustella può essere utilizzata vantaggiosamente per volumi produttivi molto alti e molto standardizzati. Non può essere usata, ad esempio, per piccoli volumi produttivi, per la creazione di forme personalizzate oppure di prototipi di design, senza un alto costo produttivo, che ne rende sconveniente l’utilizzo.

Il laser a CO2 uno strumento efficace e accurato

Con la segmentazione dei mercati e la necessità di venire incontro alle richieste produttive più disparate e personalizzate, è stato naturale cercare tecnologie più efficienti, e il laser CO2, per via delle sue caratteristiche, si è dimostrato una scelta efficace.

L’alta stabilità di potenza e la particolare lunghezza d’onda di questo laser, infatti, lo rendono l’ideale per l’impiego con carta e cartone, materiali tipici per la produzione di imballaggi di ogni tipo.

Questi materiali hanno alcune caratteristiche che li rendono adatti alla lavorazione laser: bassa conduttività, alta combustibilità, bassa temperatura di gassificazione, spessore minimo. Queste caratteristiche fanno sì che il laser CO2 sia molto efficace, con un minimo consumo di energia.

Accuratezza e velocità sono poi le caratteristiche di ogni processo laser. Il percorso del laser è gestito dal computer che “traduce” il disegno CAD del progetto in parametri di potenza, velocità e posizione. In questo modo il raggio laser prodotto dalla sorgente laser CO2 raggiunge la superficie da lavorare, provocando l’immediata evaporazione del materiale e quindi la realizzazione della lavorazione.

In questo modo è possibile eseguire tagli, perforazioni e incisioni – in breve tutte le operazioni di una fustella – in modo veloce, preciso e flessibile.

Gli abrasivi sono una famiglia di materiali caratterizzati da grande durezza. Sono utilizzati in lavorazioni come la lucidatura o la levigatura delle superfici. Sono disponibili in una grande varietà di forme e tipologie e sono utilizzati in moltissimi settori.

Gli abrasivi sono una famiglia di materiali caratterizzati da grande durezza. Sono utilizzati in lavorazioni come la lucidatura o la levigatura delle superfici. Sono disponibili in una grande varietà di forme e tipologie e sono utilizzati in moltissimi settori.

Gli abrasivi possono essere foggiati in un gran numero di forme: dischi, spazzole, ruote, frese, mole. I metodi di lavorazione tradizionali degli abrasivi hanno però dei limiti che possono essere superati dalla lavorazione laser.

In questo articolo quindi vediamo quali sono i 6 vantaggi dell’uso di un laser nel processo di manifattura dei prodotti abrasivi.

1. Il laser è un processo non a contatto

Il problema principale nella fabbricazione degli abrasivi è che l’azione abrasiva si esercita anche sugli strumenti di lavorazione. Prendiamo ad esempio gli abrasivi flessibili. In questa categoria di abrasivi la sostanza abrasiva è cosparsa su un supporto, che normalmente è in materiale cartaceo o polimerico. Per ottenere le forme volute, come ad esempio dischi rotanti o ruote, si usano utensili come le fustelle\, cioè un metodo meccanico che utilizza il contatto tra le parti per separare un elemento dalla matrice nella forma voluta.

Operazioni come la fustellatura degli abrasivi flessibili presentano però un inconveniente. L’azione abrasiva si esercita anche sugli strumenti di taglio. Lame, fustelle e frese sono rapidamente consumate e devono essere sostituite frequentemente per mantenere alta la qualità della lavorazione. Questo fa aumentare i costi di lavorazione che fanno di conseguenza aumentare i costi del prodotto finale.

Il taglio laser degli abrasivi flessibili permette di superare questo svantaggio. Esse infatti si caratterizzano per la totale assenza di contatto. Il raggio laser interagisce a distanza con la superficie del materiale e quindi il processo di lavorazione non è meccanico, ragion per cui non si verifica il problema dell’usura continua degli strumenti di lavorazione.

2. Il laser è uno strumento versatile

Un grande svantaggio dei metodi di lavorazione tradizionali è legato anche alla loro scarsa flessibilità. Ad esempio, una fustella realizzata per creare una determinata forma può essere usata solo per creare quella forma specifica. Per realizzare pezzi di forme diverse è necessario creare nuove fustelle, ammesso che l’investimento necessario alla loro creazione sia giustificato da un ritorno economico vantaggioso.

Allo stesso modo, con gli strumenti di lavorazione tradizionali si può eseguire solo una lavorazione. Una fustella può eseguire solo la fustellatura. Un utensile da taglio può eseguire solo il taglio. Per eseguire lavorazioni diverse bisogna cambiare strumento di lavorazione. Se un produttore volesse applicare delle informazioni su un disco abrasivo come la dimensione della grana o il numero di serie, dovrebbe inserire il pezzo in una macchina dedicata, come ad esempio una stampatrice.

I sistemi laser permettono invece di eseguire diverse lavorazioni in una sola sessione. Con lo stesso sistema si possono tagliare dei dischi flessibili da una matrice, realizzare tagli e perforazioni e marcare informazioni sulla superficie di un materiale mediante marcatura laser. Oltre al fatto che l’utilizzo del laser permette di cambiare la forma o la dimensione del pezzo da tagliare in tempo reale, senza nessun altro tipo di ausilio aggiunto. E’ proprio la sua elevata flessibilità che rende il laser la carta vincente per questo tipo di applicazioni.

Si tratta di un’evoluzione del modo di intendere la produzione. Questo aspetto offre al produttore la possibilità di ampliare enormemente la propria offerta commerciale. Diventa infatti possibile creare prototipi\, produzioni just in time, o serie da piccoli pezzi per clienti di alto valore.

3. Il laser è uno strumento preciso

Gli abrasivi sono utilizzati in moltissimi settori industriali. Ognuno di essi richiede lavorazioni specifiche, e, pertanto, gli utensili abrasivi sono foggiati in un’enorme varietà di forme. Questo fa sì che esistano strumenti più o meno specializzati: dalla semplice carta vetrata, venduta in rotoli e utilizzata da falegnami e artigiani, a dischi rotanti personalizzati per eseguire lavorazioni di alta precisione.

Gli strumenti di lavorazione meccanici hanno però un limite di tolleranza oltre il quale non possono andare. Le dimensioni degli strumenti di lavorazione, la loro conformazione, la necessità di evitare contatti non voluti limitano la complessità delle lavorazioni che possono essere eseguite.

Il laser permette invece tolleranze strettissime. Poiché non c’è contatto tra le parti, lo strumento può seguire percorsi di taglio intricati, creare perforazioni microscopiche e di forme particolari, realizzare tagli superficiali e altre lavorazioni che sarebbero impossibili con gli strumenti di taglio meccanici.

4. Riduzione degli scarti di lavorazione

Negli strumenti di lavorazione tradizionali la lavorazione è eseguita tramite l’asportazione meccanica del materiale. Il processo tende a produrre scarti di lavorazione, polveri e altri residui che devono essere in qualche modo gestiti\, con un costo economico e ambientale più o meno elevato.

I processi di lavorazione laser invece tendono a non produrre scarti. L’asportazione del materiale avviene grazie alla sublimazione. L’altissima densità energetica prodotta dal laser sulla superficie permette l’aumento della temperatura del materiale vaporizzandolo istantaneamente in seguito a una trasformazione dello stato della materia.

5. Rispetto dei materiali

I processi di lavorazione meccanici presentano un rischio di danneggiamento dei prodotti, a causa di contatti accidentali o di un contatto meccanico troppo forte. Eventuali deformazioni abbassano la qualità del prodotto finale.

Nelle lavorazioni laser il rischio di danneggiamenti da contatto meccanico è assente. Le lavorazioni laser rispettano tutti i materiali\, anche quelli più delicati. Permettono di garantire una maggiore qualità del pezzo finito e sono pertanto ideali in quei settori dove il grado di errore deve essere ridotto al minimo.

6. Il laser è un processo di lavorazione ecologico

Le lavorazioni laser offrono un’elevata efficienza energetica. A parità di condizioni, il laser esegue la lavorazione con un dispendio energetico molto più basso rispetto alla lavorazione meccanica. Questo aspetto, unito all’assenza di scarti, rende il laser uno degli strumenti di lavorazione più ecologici a disposizione dei produttori.

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Il laser è uno strumento conveniente per la fabbricazione dei materiali abrasivi. Le applicazioni possibili sono molto numerose: il parere di un esperto può aiutarti a trovare la lavorazione più adatta alla tua applicazione. I sistemi laser CO2 El.En. sono ideali per la fabbricazione dei materiali abrasivi. Contattaci per avere maggiori informazioni.