La fustellatura laser delle etichette 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.

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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.

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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.

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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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Pelatura laser di frutta e ortaggi? È solo una delle tante applicazioni del laser CO2 per il settore dell’industria alimentare. Grazie alla sua lunghezza d’onda il laser CO2 permette di lavorare efficacemente i materiali di origine organica, come legno, pellami, tessuti, carta e simili.

Lo sviluppo tecnologico impetuoso degli ultimi anni ha permesso di applicare questo laser anche all’industria alimentare. El.En. è stato fra i primi produttori di laser CO2 a studiare e sperimentare le possibilità di impiego di questa tecnologia nella filiera agro-alimentare. L’utilizzo dei laser per la marcatura dei formaggi è una delle applicazioni realizzate. Altri tipi di applicazioni possono essere la castratura delle castagne, la biostimolazione, la marcatura laser dei salumi etc.

In quest’articolo parleremo di un’altra applicazione del laser CO2 in ambito alimentare: la pelatura di frutta e verdura fresche eseguita tramite ablazione laser.

Cosa significa ablazione laser

Il processo di ablazione consiste nell’usare un raggio laser focalizzato per rimuovere uno strato superficiale da un materiale. Tale risultato è reso possibile dall’elevata densità energetica che il laser riesce a concentrare su un’area molto piccola. Questo processo provoca l’immediata scomparsa di uno strato di materiale.

Lo spessore dello strato di materiale rimosso è molto sottile e dipende essenzialmente dai parametri con i quali si imposta il funzionamento del laser. In genere corrisponde a pochi micron. Questo significa che anche se le energie e le pressioni impiegate fossero altissime, queste riguardano solo una piccolissima parte del materiale organico. Di conseguenza, fattore questo importantissimo nella lavorazione degli alimenti, la zona interessata dal calore del laser è esigua e molto localizzata. Il risultato è che le proprietà organolettiche degli alimenti, come sapore, freschezza, consistenza e colore, non vengono modificate dall’azione del laser.

Cipolle, peperoni, pomodori, arance, limoni sono solo alcuni dei prodotti freschi che è possibile sottoporre a questo tipo di lavorazione.

Ablazione laser: gli aspetti tecnici

Dal punto di vista tecnico la configurazione di un sistema di questo tipo richiede come componenti fondamentali una sorgente laser CO2, una testa di scansione e un software di controllo. Il vantaggio di un sistema di questo tipo è che basta anche una sorgente laser CO2 a bassa potenza per eseguire la lavorazione con ottimi risultati. In generale, più la potenza del laser è alta, più veloce sarà l’operazione da eseguire e quindi la produttività del sistema.

Il processo è basato sulla scansione laser eseguita sul prodotto da lavorare. Attraverso un’accurata regolazione dei parametri di velocità e potenza del laser, è possibile configurare con estrema accuratezza il laser in funzione dei risultati che si vogliono ottenere.

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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:

• Poliammide
• 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.

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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.

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La spellatura laser del filo smaltato è una delle tantissime applicazioni del processo di ablazione laser. Questa lavorazione trova impiego nei settori tecnologicamente più avanzati. A differenza della spellatura tradizionale, la spellatura laser agisce in maniera precisa e selettiva. Pertanto è ideale in quei settori dove precisione e qualità della lavorazione devono essere rispettate in maniera rigorosa.

Cos’è il filo smaltato?

Il filo smaltato è un filo di rame o alluminio ricoperto da un sottile strato isolante. Il suo principale ambito di applicazione è la produzione di bobine di materiale conduttivo. Com’è facile immaginare, lo strato isolante serve a evitare che la bobina vada in corto circuito semplicemente per il contatto tra le spire.

Per realizzarlo i produttori immergono il filo conduttore in un bagno di materiale polimerico che lo ricopre integralmente. Lo strato isolante può avere spessori che vanno da 0.08 mm a 1.6 mm. A seconda della temperatura alla quale il filo smaltato dovrà operare, lo strato isolante può essere fatto in materiali diversi. I più utilizzati sono sicuramente poliestere, poliuretano e poliammide, in varie formulazioni.

La spellatura del filo smaltato

Le bobine di filo smaltato hanno numerosissime applicazioni. Questi componenti sono fondamentali nella produzione di dispositivi come induttori, trasformatori, elettromagneti, pickup, attuatori, etc. In alcuni casi i produttori possono aver bisogno di rimuovere in tutto o in parte lo strato isolante. Una ragione, ad esempio, potrebbe essere di saldare la bobina a componenti di dimensioni più grande, oppure di creare dei collegamenti particolari nel circuito. Per ottenere questi risultati, il cavo smaltato deve quindi essere sottoposto a operazioni di spellatura che rimuovano lo strato isolante e lo mettano in condizioni di operare.

Il processo di spellatura può essere fatto tramite 4 tecniche:

• Spazzolatura
• Processo chimico
• Spellatura con lame
• Processo termico

Vediamole una per una.

Spazzolatura

Questa tecnica utilizza spazzole rotanti in fibra di vetro o acciaio. Le spazzole in fibra di vetro ruotano ad alta velocità\, producono attrito e quindi calore, il calore scioglie lo strato isolante. Si ottiene una superficie liscia e levigata.

Le spazzole rotanti in acciaio agiscono grazie all’azione tagliente delle setole di acciaio. Si ottiene una superficie più ruvida. Hanno un maggiore effetto abrasivo e si utilizzano per superfici più ampie dove è richiesta una maggiore forza nelle saldature.

Processo chimico

Questa tecnica prevede di immergere il filo smaltato in un bagno chimico ad azione solvente che scioglie il rivestimento isolante. In seguito l’avvolgimento è pulito per rimuovere ossidi e eventuali residui.

Spellatura con lame

Questo tipo di spellatura utilizza lame rotanti che, ruotando ad alta velocità, rimuovono lo strato isolante dal cavo elettrico.

Processo termico

Nel processo termico si utilizzano lame riscaldate per sciogliere lo strato isolante. Il calore unito al movimento delle lame rimuove lo strato isolante dal filo smaltato.

La spellatura laser del filo smaltato

La spellatura laser del filo smaltato rappresenta una valida alternativa a queste tecniche. In questa applicazione si usa un processo di ablazione laser per rimuovere lo strato isolante dalla superficie del cavo elettrico.

Il laser interagisce facilmente con i polimeri termoplastici. Rispetto ai metodi di rimozione tradizionali il laser presenta alcuni importanti vantaggi:

• è selettivo, l’interazione del laser avviene solo con il materiale polimerico e non con il metallo
• è preciso, il laser può intervenire in maniera estremamente precisa su determinati punti della superficie
• è ecologico, a differenza delle altre tecniche\, la spellatura laser non produce residui di lavorazione

Grazie a questi vantaggi, la tecnica della spellatura laser è ideale per tutti quei casi in cui è necessario rimuovere il materiale in maniera estremamente precisa come ad esempio nelle applicazioni ad alta tecnologia.

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