Le termoplastiche sono dei materiali polimerici dalle incredibili proprietà. Il loro nome deriva dalla loro proprietà principale che è quella di diventare viscose quando sono riscaldate e tornare dure una volta raffreddate.

Le termoplastiche sono dei materiali polimerici dalle incredibili proprietà. Il loro nome deriva dalla loro proprietà principale che è quella di diventare viscose quando sono riscaldate e tornare dure una volta raffreddate.

Grazie a queste caratteristiche, questi materiali possono essere laminati e sagomati in ogni modo e forma possibile. Le applicazioni industriali non si contano: dall’industria degli imballaggi all’industria dei dispositivi medici, passando per l’elettronica, l’automotive e l’alimentare, non c’è settore in cui una termoplastica non svolga un ruolo fondamentale.

Su questo blog abbiamo già visto come le termoplastiche si prestino facilmente alla lavorazione laser. Microperforazione, taglio, kiss-cutting sono tutte lavorazioni eseguibili facilmente sulle termoplastiche. Questi materiali infatti assorbono in maniera eccellente la lunghezza d’onda dei laser a CO2. Per questa ragione, questi materiali traggono un grande vantaggio dalla lavorazione laser tanto in in termini di flessibilità delle applicazoini che di qualità dei risultati.

Fra le tante forme che i polimeri termoplastici possono assumere, c’è anche la forma schiumosa. Le schiume polimeriche o polimeri espansi si ottengono trattando chimicamente o fisicamente i polimeri fino a fargli ottenere la forma voluta. Appartengono a questa categoria materiali come il polistirolo espanso, il poliuretano espanso e il polietilene espanso.

Proprio il polietilene espanso o schiuma di polietilene, grazie alla sua leggerezza, alle sue proprietà isolanti e alla sua resistenza, è una delle schiume più usate in ambito industriale. Questa schiuma si presta molto bene a essere tagliata con il laser.

Il taglio laser della schiuma polietilenica è il processo mediante il quale un laser a CO2 è utilizzato per sagomare in modo preciso e pulito dei fogli di questo materiale. Il processo si controlla molto facilmente in modo digitale. Il vantaggio del laser è che essi permettono di tagliare i pezzi rispettando al millimetro le dimensioni del pezzo da realizzare. In questo modo è possibile realizzare componenti in schiuma dalla forma perfettamente definita, ideali quindi per le lavorazioni di precisione.

Un esempio di applicazione resa possibile dal laser applicato al polietilene espanso è il cosiddetto tool shadowing. Si tratta di un processo mediante il quale si realizza un’imbottitura da inserire all’interno di cassette degli attrezzi di ogni tipo. Questo tipo di imbottitura ha la particolarità di ricalcare perfettamente la sagoma dell’oggetto da custodire, che pertanto, rimane perfettamente immobile dentro la custodia.

Realizzare il tool shadowing con attrezzi meccanici è difficile perché bisognerebbe fissare il foglio di polietilene espanso ed eseguire il taglio senza rovinare il materiale. Questo metodo può funzionare se la sagoma da tagliare ha contorni in linea retta. Con contorni curvi o molto sagomati diventa difficile – se non impossibile – realizzare un taglio che ricalchi perfettamente le dimensioni dell’oggetto.

Con il laser a CO2 invece è molto più facile tagliare la schiuma polietilenica nelle forme e dimensioni volute. Per eseguire il taglio è necessario creare un file CAD con la sagoma dell’oggetto da ritagliare. Il file sarà poi caricato sul software che gestisce la sorgente laser a CO2 realizzando il taglio. In questo modo qualsiasi taglio può essere realizzato, anche se complesso, realizzando l’incavo nel quale sarà conservato l’oggetto da proteggere.

Ormai è un dato di fatto: la pandemia attualmente in corso ha portato all’esplosione degli acquisti online con consegna a domicilio. Il rischio dei contagi ha portato le persone a ridurre le occasioni di contatto sociale. Le attività di acquisto si sono spostate online per tutte le tipologie di beni, inclusi i beni di prima necessità.

Ormai è un dato di fatto: la pandemia attualmente in corso ha portato all’esplosione degli acquisti online con consegna a domicilio. Il rischio dei contagi ha portato le persone a ridurre le occasioni di contatto sociale. Le attività di acquisto si sono spostate online per tutte le tipologie di beni, inclusi i beni di prima necessità.

Le aziende più sensibili al cambiamento hanno colto l’occasione per sperimentare nuove forme di imballaggi sempre più avanzate. Da un lato c’è la necessità di rispondere alle nuove sfide rappresentate dal commercio a domicilio, dall’altro c’è la necessità di offrire la possibilità di avere imballaggi personalizzati a un numero sempre maggiore di aziende, capaci di garantire la qualità dei prodotti. Infine c’è la necessità di ridurre il consumo di risorse, producendo imballaggi con meno materiali.

In questa sfida il laser è stato uno strumento determinante.

Fabbricazione laser di scatole di cartone

L’industria cartotecnica utilizza la tecnologia laser ormai da diversi anni. Il laser a CO₂ fa ormai parte dei suoi processi produttivi per gli indubbi vantaggi offerti da questa tecnologia. Il laser può essere integrato in processi produttivi completamente digitali, processi produttivi veloci e flessibili, che permettono di sfruttare al meglio le caratteristiche tecniche e materiali del cartone.

Il cartone è un materiale da imballaggio ideale. Costa poco, si può lavorare in moltissime forme, è leggero. Da sempre è utilizzato per creare scatole e imballaggi di ogni forma e dimensione.

L’introduzione della fabbricazione digitale ha permesso di ampliare notevolmente l’offerta di imballaggi. Il laser rende economica e vantaggiosa la personalizzazione dei prodotti. Non è più necessario cambiare strumento per creare prodotti di diverso tipo. Il beneficio fondamentale è l’innovazione, la possibilità di sperimentare nuove formati. Anche la personalizzazione è un beneficio, cioè la possibilità di creare prodotti il più possibile adatti allo scopo che devono raggiungere.

Fino a poco tempo fa chi doveva imballare dei materiali aveva poca scelta. Doveva decidere tra i formati di scatole offerti dal mercato. Erano i produttori di scatole a dettare legge. I produttori di scatole da imballaggi offrivano dei modelli di dimensioni e forma standard. Se un produttore aveva bisogno di una scatola dalla forma particolare o se desiderava creare delle scatole con apertura facilitata era limitato a quello che il mercato aveva da offrire.

Creare scatole e imballaggi con caratteristiche personalizzate non conveniva né ai produttori né ai clienti, a meno che il numero di pezzi da produrre non giustificasse l’investimento sui mezzi di produzione. Per i clienti, l’unico modo per ottenere imballaggi personalizzati a un prezzo concorrenziale era garantire grandi quantità di ordini. Non sempre questo è possibile, in particolare per le aziende medio piccole.

L’utilizzo del laser ha apportato una vera e propria rivoluzione nel modo in cui si fabbricano i prodotti dell’industria cartotecnica.

Il processo produttivo delle scatole di cartone si basa su due operazioni fondamentali, il taglio e l’incisione che sono alla base di tutte le lavorazioni successive. Con il taglio su separa la sagoma della scatola dalla matrice rappresentata dal foglio di cartone in cui è inserita. Con l’incisione si creano delle linee di piegatura sulla scatola oppure dei dispositivi per l’apertura facilitata, come ad esempio l’apertura a strappo. Piegando la scatola lungo le linee di taglio e incollando i lembi si ottiene il prodotto finito, cioè la scatola.

I vantaggi del laser

I vantaggi delle lavorazoini al laser sono numerosi. Il laser permette di eseguire queste stesse lavorazioni con maggiore velocità e precisione, tanto da rendere il processo produttivo molto più flessibile.

Sui materiali come la carta e cartone, le lavorazioni con il laser ad anidride carbonica avvengono in maniera istantanea. Il laser vaporizza subito la carta lungo la linea di taglio, eseguendo incisioni dai bordi precisi, netti, puliti. I tagli eseguiti con il laser non hanno bisogno di ulteriori rifiniture.

La precisione è garantita dal fatto che il laser è un processo non a contatto. Questa caratteristica rende possibile eseguire tagli lungo percorsi particolarmente intricati anche a dimensioni molto piccole.

Ma il laser non è utile solo per eseguire le lavorazioni tradizionali quali taglio e cordonatura. Il laser può anche eseguire lavorazioni che gli strumenti tradizionali permettono di eseguire.

La marcatura laser è una di queste lavorazioni. Nella marcatura il laser non esegue il taglio o l’incisione ma si limita a modificare gli strati superficiali della superficie che si traduce in un annerimento delle parti lavorate al laser. Questa tecnica trasforma il laser in una vera e propria stampante digitale che incide i segni direttamente sulla superficie del materiale. In questo modo si possono incidere tutti i tipi di segni, dalle informazioni per la logistica come codici QR, codici a barre e codici alfanumerici a vere e proprie immagini, come ad esempio i loghi dell’azienda.

Questo si traduce in un’enorme flessibilità: lo stesso sistema laser può eseguire tutte queste lavorazioni, anche su un ridotto numero di pezzi. Grazie al laser chi produce scatole di cartone può portare la propria attività a un nuovo livello. Può creare scatole personalizzate per i propri clienti anche se i numeri dei pezzi prodotti non sono alti.

Contattaci

I produttori di scatole di cartone trovano nel laser a CO₂ uno strumento prezioso. Con il laser possiamo eseguire lavorazioni che non si possono realizzare con i metodi tradizionali come le fustelle. Se sei un produttore di scatole di cartone e sei interessato a un sistema di produzione laser contattaci, i nostri tecnici studieranno una soluzione laser adatta alle tue necessità.

Il laser a CO2 ha trovato numerose applicazioni nel settore del packaging. Non c’è da sorprendersi se si pensa che i materiali più utilizzati per produrre imballaggi siano anche quelli che meglio si prestano per composizione e forma alla lavorazione mediante laser a CO2.

Il laser a CO2 ha trovato numerose applicazioni nel settore del packaging. Non c’è da sorprendersi se si pensa che i materiali più utilizzati per produrre imballaggi siano anche quelli che meglio si prestano per composizione e forma alla lavorazione mediante laser a CO2.

Abbiamo già visto alcune delle numerose applicazioni su materiali come film termoplastici, legno e i suoi derivati come l’MDF, la carta e il cartone consentano di ottenere imballaggi innovativi, dal basso costo, atti a qualsiasi personalizzazione. La particolare lunghezza d’onda del laser a CO2 rende il taglio, la perforazione, l’incisione e la marcatura particolarmente efficienti e vantaggiose.

Un’altra lavorazione molto diffusa nel settore del packaging è che ha trovato nel laser a CO2 uno strumento efficace, versatile e preciso è la saldatura laser delle termoplastiche. Il processo sfrutta la capacità di questi materiali di essere facilmente lavorabili quando sono sottoposti a trattamento termico. Generalizzando, il processo consiste nell’utilizzare il raggio laser per riscaldare il punto di giunzione dei due pezzi fino al punto di fusione e realizzare in questo modo la saldatura.

Il processo è applicabile su vari tipi di plastica sia laminata che sagomata. Inoltre, può essere eseguito sia su plastiche opache che trasparenti. I vantaggi della saldatura laser sono diversi:

• è un processo molto veloce
• è estremamente precisa e controllabile, come tutti i processi laser
• non lascia residui o scorie
• non sottopone i pezzi a sollecitazioni di tipo termico o meccanico in quanto la zona riscaldata è localizzata e il processo non è di tipo meccanico
• è altamente automatizzabile e integrabile ad altri sistemi sia digitali che analogici

Queste sue caratteristiche hanno fatto sì che questo processo sia stato sperimentato in quei settori in cui sono determinanti la precisione, la pulizia del processo e l’assenza di sollecitazioni termiche o meccaniche dovute alla lavorazione. Gli esempi sono tanti e possono includere la produzione di dispositivi biomedicali, la produzione di dispositivi elettronici, la realizzazione di parti e componenti per il settore automotive, la produzione di imballaggi ermetici in ambito farmaceutico o alimentare.

La saldatura laser dei film plastici

Per quanto riguarda il settore degli imballaggi, le termoplastiche laminate sono i materiali su cui la saldatura laser è applicata più comunemente. In questo ambito il laser a CO2 è il tipo di laser più utilizzato.

La tecnica di saldatura utilizzata è principalmente la saldatura diretta che si presta bene alle applicazioni con materiali sottili. A differenza della saldatura laser per trasmissione, utilizzata soprattutto nella saldatura di pezzi sagomati o tridimensionali, nella saldatura diretta il laser interviene direttamente sul materiale da lavorare e realizza la saldatura. Questo processo consente di raggiungere altissime velocità di produzione permettendo di aumentare la produttività e abbattere i costi di produzione.

I materiali che è possibile sottoporre a lavorazione sono quelli più usati nel settore degli imballaggi:

• nylon
• polietilene
• polipropilene
• PMMA

L’efficacia dell’interazione del raggio laser sul materiale non può essere definita a priori. Molto dipende dal tipo di polimero, dalla eventuale aggiunta di additivi alla formulazione, dalla velocità di spostamento del raggio laser sulla superficie, dalla potenza del raggio laser stesso. In linea di massima però possiamo dire che l’effetto del laser è maggiore sulla superficie del materiale e diminuisce progressivamente man mano che si scende in profondità. L’aggiunta di carbonio alle termoplastiche consente inoltre di aumentare notevolmente le capacità di assorbimento energetico del materiale, rendendo quindi il laser molto più efficiente.

Un aspetto della lavorazione è che si può intervenire in maniera molto localizzata eseguendo anche saldature basate su una forma complessa. In questo modo la saldatura laser si presta alla produzione di packaging innovativi, capaci di dare valore al prodotto.

L’equipaggiamento per la saldatura laser dei film plastici

Un sistema laser per la saldatura laser deve essere composto da diversi componenti. I componenti fondamentali sono rappresentati da una sorgente laser, da una testa di scansione e da un sistema software di programmazione e controllo del processo.

Oltre a questi dispositivi un sistema per la saldatura laser deve prevedere la presenza di altri dispositivi per la gestione del prodotto, il carico e scarico, l’alimentazione della sorgente laser.

Le applicazioni possibili sono numerose in quanto il laser è molto versatile. È possibile adattare il sistema di saldatura laser a processi totalmente digitali o integrarlo in linee produttive analogiche. In ogni caso, questa tecnologia permette di abbassare notevolmente i costi di produzione, aumentare la produttività e migliorare la qualità dei prodotti.

I governi e le organizzazioni sono alla continua ricerca di soluzioni per rendere i documenti di riconoscimento sicuri e non falsificabili. I requisiti di sicurezza devono spesso coniugarsi con esigenze di costo che permettano di produrre l’oggetto a costi contenuti.

I governi e le organizzazioni sono alla continua ricerca di soluzioni per rendere i documenti di riconoscimento sicuri e non falsificabili. I requisiti di sicurezza devono spesso coniugarsi con esigenze di costo che permettano di produrre l’oggetto a costi contenuti.

Fino a non molto tempo fa, tutti i documenti di riconoscimento erano realizzati in carta o cartone, materiali economici e disponibili. Le informazioni sui documenti erano stampate a inchiostro o scritte a mano. Certo, non si trattava di carte qualunque. Si utilizzavano carte realizzate con speciali trattamenti per garantire l’originalità del documento e combattere la contraffazione. Ologrammi, filigrane, disegni, erano applicati alla carta in modo da renderla il più possibile difficile da falsificare.

Tuttavia questi prodotti non garantivano un margine di sicurezza tale da essere del tutto esenti da falsificazioni. Tanto le carte quanto gli inchiostri potevano essere modificati in modo da ingannare anche l’occhio più esperto. Per questo la ricerca per soluzioni a prova di falsificazione non è mai cessata.

Una delle soluzioni trovate è stata la marcatura laser dei documenti. L’applicazione consiste nel marcare le informazioni direttamente sul materiale tramite il raggio laser. L’interazione tra il laser e il materiale modifica lo strato superficiale causandone una trasformazione che produce il disegno. Il marchio realizzato non è quindi applicato sul materiale ma è parte integrante dello stesso. In questo modo qualsiasi modifica creerebbe un danno irrimediabile che metterebbe in evidenza la contraffazione.

La marcatura laser può essere utilizzata sia sulle carte di sicurezza — e sulla carta in generale — sia sui documenti di identità di nuova generazione in plastica.

Mediante marcatura laser possono essere realizzati vari oggetti come le carte d’identità, i passaporti, le carte di credito, i pass o anche i braccialetti identificativi ospedalieri

Data la loro funzione identificativa, questi documenti devono avere caratteristiche funzionali ben precise:

• il segno deve essere indelebile e resistere all’usura
• il documento deve essere difficile da falsificare o manomettere [tamper proof]
• non devono essere presenti difetti
• tutti i documenti devono essere esattamente identici

Il processo di marcatura permette di soddisfare tutti questi requisiti. I documenti marcati al laser riescono quindi a soddisfare i più rigorosi requisiti internazionali di sicurezza. Il segno realizzato mediante marcatura diventa parte integrante del materiale, e non è possibile rimuoverlo. È praticamente impossibile falsificare un documento realizzato al laser a meno di non utilizzare gli stessi strumenti e materiali del documento originale.

Il processo di marcatura laser, come tutti i processi al laser, è controllato via software e pertanto ha un alto indice di ripetibilità e di precisione. Una volta definito il processo, le possibilità di errore sono pari a 0, e le lavorazioni sono eseguite ripetutamente sempre con lo stesso grado di qualità.

La marcatura laser si presta a numerose applicazioni. Si possono marcare codici identificativi alfanumerici ma anche codici a barre, codici QR e persino foto in scala di grigio.

Il laser permette di aggiungere funzionalità speciali di sicurezza come ad esempio microtesto, immagini variabili, cioè che cambiano a seconda dell’angolazione.

Come funziona il processo di marcatura

Come è noto la marcatura laser può essere effettuata su vari tipi di materiale. Sui materiali plastici come il policarbonato e sulla carta si ottengono i risultati ottimali.

La marcatura sulla plastica avviene per degradazione chimica. L’energia trasferita dal laser mette in atto delle trasformazioni istantanee a livello molecolare. Le trasformazioni cambiano l’aspetto visivo del materiale creando un segno di colore scuro.

La marcatura laser funziona anche su documenti costituite da più strati di cui uno può essere composto in un materiale trasparente alla specifica lunghezza d’onda del laser. La marcatura può avvenire quindi anche a livelli più profondi: il segno viene così protetto da uno strato superficiale trasparente ed è quindi più resistente.

Le possibilità vanno anche oltre. Applicando tecniche di incisione laser si possono realizzare marcature più profonde con effetto tattile.

L’incisione laser agisce più in profondità della marcatura e sottopone il materiale a trasformazioni più ampie e radicali. Il segno realizzato con l’incisione non ha solo caratteristiche visive ma anche tattili. La combinazione della marcatura e dell’incisione, rende il documento di identità molto più sicuro.

Contattaci per maggiori informazioni

Il processo di marcatura laser consente di ottenere risultati che non possono essere ottenuti con altri strumenti di lavorazione. Si presta pertanto alle lavorazioni più avanzate. In un mondo sempre più connesso avere documenti a prova di falsificazione è sempre più necessario. Se hai in mente un’applicazione di questo tipo contattaci, ti aiuteremo a realizzarla.

Confezioni apribili e richiudibili, monoporzione o monouso da tenere in borsa, aperture a strappo con linguette, incisioni o nastrini da tirare via: siamo ormai abituati a vedere nei negozi sempre più confezioni con caratteristiche easy-opening. Confezioni apribili e richiudibili, monoporzione o monouso da tenere in borsa, aperture a strappo con linguette, incisioni o nastrini da tirare via: siamo ormai abituati a vedere nei negozi sempre più confezioni con caratteristiche easy-opening.

Indice degli argomenti

• Introduzione
• Cos’è l’incisione laser
• I materiali su cui si può eseguire l’incisione laser
• La tecnologia per l’incisione laser
• Che tipo di sorgente laser utilizzare?

Introduzione

Il crescente successo degli imballaggi facili da aprire senza l’aiuto di forbici o coltelli, anche quando si è fuori casa, ha spinto i produttori a cercare soluzioni sempre più innovative e facili da usare.

L’introduzione del laser e la l’introduzione del converting digitale nei flussi di lavoro hanno certo dato una spinta alla ricerca di soluzioni innovative, che prima di ora erano impensabili. I laser industriali per il packaging come i laser a CO2 permettono di creare confezioni capaci di aggiungere valore al prodotto per il fatto stesso che, oltre a proteggerlo, lo rendono facile e comodo da usare in ogni condizione.

Gli imballaggi in pellicole plastiche, sotto questo punto di vista, sono state un notevole ambito di sperimentazione.

Abbiamo già visto in articoli precedenti come tramite il laser a CO2 sia possibile ottimizzare la traspirabilità delle pellicole plastiche e di adattarla al prodotto che essi devono contenere. In questo modo è possibile ad esempio creare sacchetti in plastia microperforata al laser CO2 per alimenti freschi confezionati in atmosfera modificata.

Un’altra lavorazione che ha trovato svariati ambiti di applicazione è l’incisione laser su sacchetti in film plastico per la realizzazione di confezioni easy-open di cui parliamo in questo articolo.

Cos’è l’incisione laser?

L’incisione laser è un processo mediante cui si utilizza un raggio laser per vaporizzare determinate aree di un film plastico. In questo modo il laser crea un’incisione seguendo un percorso definito dall’utente e determina una linea di debolezza che, in seguito, rende possibile asportare una parte della confezione senza l’ausilio di strumenti.

L’incisione laser ha il vantaggio di asportare il materiale in modo preciso e uniforme. Il punto fondamentale è la possibilità di controllare strettamente la profondità dell’incisione: in questo modo è possibile rimuovere solo il materiale strettamente necessario e conservare così la funzione di barriera dell’imballaggio.

I materiali su cui si può eseguire l’incisione laser

L’incisione laser è ideale per gli imballaggi flessibili realizzati in film plastico. Questi materiali sono fra i più diffusi nel settore del packaging e sono perfettamente compatibili con il laser a CO2:

• polipropilene
• polietilene
• poliestere
• nylon
• pellicole multistrato

Alimentari, cosmetici, prodotti chimici, erboristici e farmaceutici: gli imballaggi in film plastico hanno tantissimi campi di applicazione. Mediante incisione laser è possibile incidere aperture, linguette da tirare via, nastri a strappo e altri dispositivi che facilitano l’apertura delle confezioni aggiungendo valore al prodotto.

La tecnologia per l’incisione laser

Il laser rappresenta un vero e proprio cambio di paradigma. Dalla fabbricazione in massa di prodotti altamente standardizzati si è passati alla fabbricazione di prodotti altamente personalizzati in piccole quantità.

Ciò è reso possibile dal fatto che il laser è uno strumento di fabbricazione digitale. In quanto tale esso può essere totalmente controllato via software e completamente automatizzato. Un sistema per l’incisione laser può essere progettato dall’inizio ma può anche essere adattato a flussi di lavoro analogici. In ogni caso, la fabbricazione al laser aggiunge valore al processo di produzione, rendendolo più snello e veloce.

Nello specifico l’incisione laser consente una grande versatilità. Non solo le incisioni, come abbiamo visto, possono essere eseguite a profondità controllata, fino ad arrivare al completo taglio, ma è possibile passare velocemente da una lavorazione all’altra, semplicemente caricando un nuovo file vettoriale nel sistema.

Il laser può eseguire le operazioni di incisione in linea retta, cioè lungo il senso di svolgimento della bobina oppure in senso trasversale. Il percorso di incisione del laser è completamente definito dall’utente e può seguire anche il contorno di una forma oppure incidere un tracciato libero.

Trattandosi di un processo non a contatto, il laser è ideale per eseguire l’incisione laser. La mancanza di contatto fisico permette di evitare problematiche come la rottura accidentale del film plastico o l’usura degli strumenti di taglio. Per ottenere un taglio di alta qualità questi utensili devono essere sempre affilati e per questo era necessario sostituirli con frequenza. Questo causava un aumento dei costi di produzione in quanto per sostituire le componenti della macchina era necessario sospendere la produzione per tutto il periodo dell’intervento.

Con il laser questo non è più necessario in quanto i requisiti di manutenzione del laser sono molto bassi e richiedono solo una periodica ricarica del gas. Inconveniente questo, che è stato superato grazie alla tecnologia self-refilling El.En. che permette di ricaricare la sorgente laser in autonomia ottenendo sempre il massimo delle prestazioni.

Che tipo di sorgente laser utilizzare per eseguire l’incisione laser?

Come abbiamo detto in precedenza, il laser CO2 è ideale per eseguire l’incisione laser su packaging in film plastico.

I materiali elencati in precedenza rispondono molto bene alla lunghezza d’onda del laser CO2.

Una sorgente laser a bassa potenza o con una potenza fino a 300 W è l’ideale per eseguire questo tipo di lavorazione. È da tenere in considerazione che più è elevata la potenza del laser più velocemente sarà eseguita la lavorazione.

Come abbiamo detto le possibilità di integrazione e configurazione del sistema sono infinite: una volta deciso il tipo di applicazione è possibile individuare la configurazione migliore. Contattaci se hai in mente un’applicazione: ti aiuteremo a trovare quello che fa per te.

L’incisione e la marcatura laser dei tessuti sono una delle tecnologie che hanno preso piede nel settore della moda e della decorazione. La loro introduzione ha dato impulso alla sperimentazione in un settore per sua natura poco propenso all’innovazione dei processi produttivi.

L’incisione e la marcatura laser dei tessuti sono una delle tecnologie che hanno preso piede nel settore della moda e della decorazione. La loro introduzione ha dato impulso alla sperimentazione in un settore per sua natura poco propenso all’innovazione dei processi produttivi.

L’utilizzo della marcatura e dell’incisione laser si sono diffuse grazie alle loro caratteristiche di velocità, accuratezza e flessibilità perfettamente compatibili con il processo produttivo.

L’introduzione del laser ha permesso di ridurre notevolmente l’impatto ambientale di questo settore industriale, che è uno fra i più inquinanti. Il ciclo produttivo dei tessuti, dalla produzione alla finitura comporta il consumo di notevoli quantità di acqua, energia e sostanze chimiche.

Il laser si è quindi affermato anche come uno strumento produttivo alternativo, capace di sostituire tutte le lavorazioni tradizionali con costi minori per l’azienda e soprattutto per l’ambiente e con vantaggi maggiori per l’utente finale.

Marcatura o incisione? La differenza tra le due lavorazioni

Nel settore del tessile il laser è utilizzato lungo tutta la filiera produttiva, dal taglio alla finitura e decorazione dei tessuti. I processi di marcatura e incisione sono utilizzati soprattutto in queste parti del processo produttivo.

Entrambe le lavorazioni utilizzano il laser come una fonte di energia per rimuovere uno strato di materiale di spessore variabile. A seconda della quantità di energia trasferita dal laser al materiale, lo strato di materiale rimosso è più o meno profondo e i processi di trasformazione del materiale sono diversi. La differenza tra marcatura e incisione laser risiede proprio in queste differenze.

Si parla di marcatura laser quando la lavorazione interessa lo strato più superficiale del materiale e la trasformazione del materiale non è radicale. Si parla di incisione laser, quando il raggio laser rimuove uno strato consistente di materiale. In questo caso il segno inciso è più profondo ed è percepibile al tatto.

Marcatura e incisione laser possono essere piegate a numerose applicazioni.

Possiamo individuare due ambiti di applicazione principali: la creazione di decorazione sui tessuti o l’applicazione di informazioni di vario tipo.

Marcatura e incisione laser per la decorazione dei tessuti

Le decorazioni dei tessuti create con il laser permettono al designer di esprimere al massimo la propria creatività. Utilizzando la marcature o l’incisione laser a seconda dei casi\, è possibile creare sui tessuti una vasta gamma di effetti visivi e dettagli decorativi. Questi possono andare da un semplice pattern geometrico alla trasposizione di immagini in scala di grigio, fino ad arrivare alla creazione tramite di dettagli con effetto tridimensionale.

La decorazione del tessuto denim è un esempio di questo ambito di applicazione che attualmente ha trovato l’interesse di numerose aziende. La marcatura laser del tessuto jeans ha rivoluzionato il modo di lavorare questo tessuto. Tradizionalmente il processo di finitura jeans comportava passaggi fra cui vari lavaggi, sabbiatura, abrasione. Questi processi servivano a dare un particolare aspetto al modello di jeans, a fargli prendere una tonalità, a creare dettagli come tagli e abrasioni, capaci di conferire al capo d’abbigliamento un aspetto vissuto. Il problema è che tali processi sono molto inquinanti e comportano un grande consumo di risorse e un notevole impatto ambientale.

La finitura laser del tessuto jeans permette di risparmiare notevolmente sui tempi di realizzazione del prodotto, di ottimizzare il processo produttivo, di replicare perfettamente i vari tipi di lavaggio a cui sono di solito sottoposti i jeans, di creare qualsiasi dettaglio con grande flessibilità. Tutto questo senza il consumo di risorse di cui abbiamo parlato. Tutte le lavorazioni avvengono grazie all’energia trasferita dal laser sulla superficie del materiale.

Marcatura e incisione laser per comunicare informazioni

L’applicazione di informazione sui materiali è una lavorazione sempre più richiesta in un mondo in cui l’automatizzazione prende sempre più piede. La marcatura e l’incisione laser possono essere usati per applicare codici a barre, informazioni alfanumeriche, informazioni sulle caratteristiche del prodotto e sulla sua manutenzione.

Queste informazioni possono servire a scopi diversi. Immaginiamo per esempio un produttore di tessuti destinati al mercato dei semilavorati. Mediante la marcatura laser, egli può imprimere informazioni come lotti di produzione e codici identificativi in modo automatico direttamente sul tessuto.

Il vantaggio di questo tipo di applicazione è che le informazioni incise o marcate con il laser sono indelebili, resistenti all’usura e alla contraffazione. Il produttore può risparmiare su alcuni costi di produzione, avere un processo produzione completamente automatizzato dal punto di vista della logistica e della tracciabilità. Chi acquista il prodotto può avere la garanzia che informazioni importanti applicate al tessuto non siano rovinate dal tempo, o dall’usura.

I tessuti che possono essere sottoposti a marcatura/incisione laser

Tutte le categorie di tessuti possono essere sottoposti a marcatura o incisione laser. Tuttavia alcuni di essi si prestano meglio a queste lavorazioni. Di seguito una breve rassegna dei tessuti su cui l’applicazione del laser può essere eseguita molto facilmente:

• Tessuti sintetici. I tessuti sintetici sono fra quelli che si prestano meglio ai processi di marcatura/incisione laser. Si tratta di materiali realizzati da fibre di polimeri termoplastici, come ad esempio il poliestere. Questi materiali rispondono molto bene alla lavorazione laser e pertanto i risultati sono ottimali.
• Tessuti naturali. Il cotone è la fibra naturale che meglio si adatta ai processi di marcatura/incisione laser. Per marcare il cotone bisogna scegliere dei tessuti dalla trama abbastanza compatta.
• Pelle e finta pelle . La marcatura laser può essere applicata sia sulla pelle naturale che sulla pelle sintetica. Il laser permette non solo di eseguire le lavorazioni tradizionali, ma anche di creare effetti che con gli strumenti tradizionali non potevano essere ottenuti.

Come è fatto un sistema laser per la marcatura dei tessuti

Le componenti di un sistema per la marcatura/incisione laser dei tessuti dipendono dal tipo di applicazione nel quale sarà utilizzato. E’ però possibile individuare alcune componenti base, tipiche per applicazioni come la marcatura e l’incisione, che sono la sorgente laser e la testa di scansione.

La sorgente laser è il dispositivo che genera il raggio che eseguirà la lavorazione. Le sorgenti CO2 sono le più adatte a questo tipo di lavorazione, proprio per la loro versatilità con materiali diversi, come spiegato prima. La scelta della potenza è direttamente proporzionale alla velocità di esecuzione del lavoro. Più la sorgente laser è potente più l’esecuzione avviene in maniera istantanea.

Con la testa di scansione e sistema software annesso, è possibile realizzare qualsiasi tipo di pattern in un tempo molto basso. Sono pertanto perfette per questo tipo di lavorazione, anche se eseguite ad alte velocità.

Un’applicazione dalle possibilità infinite

La marcatura e l’incisione laser dei tessuti saranno sempre più protagoniste nel settore della moda. I vantaggi che permettono di ottenere in termini di flessibilità, accuratezza e velocità sono enormi. Inoltre, le possibilità di applicazione sono infinite: ed è forse questo il vantaggio principale per un settore industriale che fa dell’innovazione e del design il suo punto di forza imprescindibile. Se hai bisogno di un’applicazione contattaci, metteremo tutta la nostra esperienza al tuo servizio per ideare la soluzione ideale alle tue necessità.

• Introduzione
• Etichettatura laser dei cibi: i campi di applicazione
• I vantaggi della marcatura laser
  • Velocità
  • Precisione e pulizia
  • Flessibilità
  • Ecologia
  • Indelebilità
• L’etichettatura laser degli alimenti: un processo di marcatura laser
• Etichettatura laser degli alimenti: la tecnologia
  • Scegliere la sorgente laser più adatta
  • La testa di scansione laser
  • Il software e l’unità di controllo
• Un processo sicuro
• Un mondo tutto da esplorare

Introduzione

L’incisione laser su frutta\, verdura e altri prodotti alimentari freschi è un processo innovativo che sta sostituendo i metodi tradizionalmente usati per contrassegnare i prodotti alimentari. Un laser CO2 riesce non solo a incidere codici alfanumerici e codici a barre\, ma può rappresentare grafiche di qualsiasi tipo.

Questa versatilità gli permette di sostituire egregiamente metodi come la marcatura a caldo\, la stampa a getto d’inchiostro e l’applicazione di etichette adesive. I vantaggi in termini di velocità e risparmio di risorse che si ottengono sono notevoli. Per questa ragione l’interesse e la sperimentazione della marcatura laser diretta dei cibi è sempre più attuale.

In questo articolo presentiamo una panoramica generale dell’etichettatura laser dei cibi. Ne mostreremo i principali campi di applicazione\, i vantaggi che riesce a portare alla filiera produttiva e all’ambiente\, il funzionamento del processo\, le tecnologie utilizzate e i principali campi di applicazione.

Etichettatura laser dei cibi: i campi di applicazione

I prodotti alimentari fanno un largo utilizzo di codici\, etichette e contrassegni di vario tipo. Le ragioni sono molte: tutelare la sicurezza dei consumatori\, tracciare i prodotti lungo i vari passaggi della filiera\, combattere la contraffazione dei prodotti. Le informazioni riportate sui prodotti possono essere le più disparate e includono:

• codici alfanumerici come date di scadenza\, lotti di produzione\, codici PLU
• codici a barre e QR code
• loghi e marchi commerciali
• contrassegni di denominazione di origine controllata

Tutte queste informazioni sono riportate sui prodotti attraverso vari metodi:

• marcatura a caldo, utilizzata su prodotti come i formaggi e i salumi
• stampa a inchiostro, utilizzata su prodotto dalla buccia non edibile come le uova
• applicazione di etichette adesive, utilizzata su prodotti vegetali freschi

L’utilizzo del laser nell’industria alimentare non è nuovo. La tecnologia produttiva ha da tempo scoperto le potenzialità di questo strumento. Il suo utilizzo però riguardava il controllo dei processi (ad esempio lettura di codici a barre)\, la bio-stimolazione dei prodotti freschi o ancora la disinfezione dei prodotti attraverso l’utilizzo di laser con una lunghezza d’onda nell’ultravioletto.

Oggi invece si stanno sperimentando nuovi metodi per eseguire l’etichettatura attraverso marcatura laser degli alimenti. Metodi che sono conosciuti da diversi anni. I primi brevetti risalgono alla fine degli anni Novanta. Il processo però non ha avuto una larga diffusione. L’alto costo delle attrezzature laser e la mancanza di conoscenze specifiche sul processo faceva ancora preferire l’utilizzo di metodi tradizionali\, comunque abbastanza veloci ed economici rispetto al laser.

Negli ultimi anni l’interesse nei confronti di questa lavorazione è invece aumentata fino a uscire dall’ambito degli specialisti. Recentemente è uscita la notizia che alcune aziende leader nel settore dei prodotti freschi hanno deciso di adottare l’etichettatura laser diretta dei prodotti. In effetti fattori come la riduzione dei costi della tecnologia laser l’aumento della richiesta di prodotti naturali e organici\, la necessità di ottimizzare le risorse aziendali e la necessità di ridurre l’impronta ecologica della produzione hanno avuto il loro peso nel favorire l’abbandono dei metodi tradizionali di etichettatura.

Che il processo porti dei vantaggi lo dimostra anche il fatto che le istituzioni europee abbiano dedicato delle risorse a questa tecnologia. Un progetto europeo 2010 nell’ambito dell’innovazione ecologica ha sperimentato la possibilità di sostituire le etichette adesive dei prodotti freschi con l’incisione al laser direttamente sulla buccia dei prodotti.

Gli ambiti di applicazione di questa tecnica hanno riguardato soprattutto la possibilità di etichettare la frutta e la verdura ma non sono l’unico ambito di applicazione. Anche i formaggi stagionati possono essere efficacemente marcati con il laser. In un recente articolo abbiamo parlato del sistema che abbiamo realizzato per marcare al laser le forme di formaggio stagionato con i contrassegni tipici.

Un altro tipo di applicazione, di cui abbiamo parlato su questo blog è l’impressione al laser di codici sui gusci delle uova. Spesso sui gusci delle uova devono essere impresse sui gusci informazioni come codici per la tracciabilità, data di scadenza e data di deposizione. Queste informazioni servono alla sicurezza alimentare dei consumatori. Il metodo tradizionalmente utilizzato è basato sulla stampa a inchiostro. La marcatura laser sostituisce efficacemente la stampa a getto di inchiostro e permette di eliminare l’impiego di sostanze chimiche come inchiostri a contatto con alimenti.

La marcatura laser può essere eseguita su una vasta serie di prodotti freschi. In linea generale, i risultati migliori si ottengono sulla superficie di alimenti dotati di una buccia di qualche tipo, sia spessa, come l’avocado, che sottile, come il pomodoro. Ad oggi le operazioni di marcatura sono state eseguite con successo su vari tipi di prodotti. Eccone un elenco parziale:

• Mela
• Avocado
• Banane
• Uva
• Limoni
• Arance
• Pompelmi
• Mandarini
• Pesca
• Peperone
• Susine
• Pomodoro
• Anguria
• Melone
• Castagne

I vantaggi dell’etichettatura laser

Rispetto alle tecniche tradizionali, l’etichettatura diretta tramite marcatura laser ha una serie di considerevoli vantaggi.

1. Velocità

La velocità di esecuzione della lavorazione è una delle caratteristiche più note del laser. Una sorgente laser integrata in un sistema con nastro trasportatore è in grado di eseguire la marcatura di decine di pezzi al minuto.

2. Precisione e pulizia

Grazie al controllo numerico, mediante il laser è possibile incidere caratteri, codici e immagini ad alta risoluzione sulla superficie dei prodotti senza lasciare residui di alcun tipo. Questa caratteristica lo rende ideale, ad esempio, per imprimere codici a barre, QR code o loghi commerciali dalle forme complesse sui prodotti.

3. Flessibilità

Una delle caratteristiche innovative della lavorazione laser è la sua versatilità nelle lavorazioni. Cambiare tipo di lavorazione diventa molto semplice e richiede solo una riprogrammazione del software di controllo del laser.

4. Ecologia

L’incisione al laser sostituisce l’uso di numerosi materiali potenzialmente inquinanti. Etichette in plastica o in carta, colle e inchiostri: tutti questi oggetti sono eliminati dall’etichettatura laser. Questo comporta una notevole riduzione dell’impronta ecologica della produzione. I prodotti sono quindi meno dannosi per l’ambiente e per le persone che li consumano.

5. Indelebilità

La marcatura eseguita con il laser incide direttamente la superficie dei prodotti. Per questo motivo non può essere cancellata o contraffatta facilmente. Questa caratteristica la rende ideale per tutti quei prodotti che riportano i contrassegni di origine come forma di tutela del prodotto.

L’etichettatura laser degli alimenti: un processo di marcatura laser

Il processo di etichettatura è un sottoinsieme della marcatura al laser, una lavorazione che ha numerosi campi di applicazione. La marcatura laser consiste nella rimozione di un sottile strato dalla superficie del materiale da lavorare. Tale asportazione è provocata da un processo termico, messo in atto dall’energia del raggio laser.

Quando raggiunge la superficie da lavorare, il raggio laser fa salire istantaneamente la temperatura del materiale fino causare la sublimazione, vale a dire il passaggio istantaneo del materiale dallo stato solido allo stato gassoso.

Il materiale così rimosso crea un contrasto ben definito tra la superficie non lavorata e l’area raggiunta dal raggio laser. I vantaggi di questo processo sono noti in numerosi settori: la marcatura laser è un processo ben consolidato e usato in numerosi settori su materiali non destinati al consumo alimentare.

Etichettatura laser degli alimenti: la tecnologia

Nelle sue parti generali, un sistema laser per l’etichettatura degli alimenti è identico a qualsiasi altro sistema per la marcatura laser. Le componenti che non possono mancare saranno sicuramente:

• una sorgente laser CO2
• una testa di scansione laser
• un software per il controllo numerico e l’automatizzazione

La progettazione dei dettagli di layout della macchina, naturalmente, dipenderanno dal tipo di impianto, dal tipo di lavorazione, dal tipo di prodotto etc. Un’azienda che si occupa della distribuzione e commercializzazione di mele avrà bisogno di una macchina configurata diversamente da un’azienda che si occupa della marcatura laser dei salumi.

Tuttavia entrambe le macchine dovranno utilizzare una sorgente laser CO2, una testa di scansione che lo movimenta e lo focalizza sulla superficie dell’oggetto e un software collegato a un’unità di controllo che costituisce l’interfaccia tra il sistema e l’utente.

Vediamo quali caratteristiche devono avere questi componenti per eseguire efficacemente l’etichettatura degli alimenti con il laser.

Scegliere la sorgente laser più adatta

Fra le sorgenti laser esistenti in commercio, le sorgenti laser a CO2 sono quelle che mostrano le migliori caratteristiche di assorbimento sui materiali organici. Questi infatti assorbono efficacemente la lunghezza d’onda infrarossa (10.6 micrometri) della sorgente laser CO2 grazie alla loro scarsa conduttività termica.

Per le operazioni di marcatura è necessaria una sorgente laser capace di mantenere stabili i parametri del laser e quindi di garantire un’elevata precisione del risultato. Per questo motivo è essenziale che il medium produttore del laser sia sempre in ottime condizioni. Questo non sempre è possibile.

Ogni dispositivo laser, in un modo o in un altro, è soggetto a un naturale processo di degradazione. Nel caso del laser a CO2 questo medium è costituito da una miscela di gas di cui la parte principale è costituita da anidride carbonica. Nel corso del tempo, la continua fuga di molecole di gas porta a un rarefarsi delle molecole di gas presenti nella cavità di risonanza con una conseguente progressiva degradazione dei parametri del raggio laser.

I mutamenti subiti dal raggio laser si manifestano in una scarsa qualità delle lavorazioni. Il ripristino dei parametri originari rende spesso inevitabile l’intervento di manutenzione della ditta produttrice, con un conseguente sospensione delle attività produttive e un aumento dei costi.

Per ovviare a questo inconveniente – tipico di tutti i laser a CO2 – El.En. ha studiato un tipo di sorgente laser a CO2 ricaricabile autonomamente e con poco costo. Grazie a questa caratteristica le sorgenti laser El.En. riescono a mantenere i parametri fondamentali del laser sempre a un livello ottimale.

Per eseguire operazioni di marcatura sui prodotti organici non servono grandi potenze. Tuttavia la potenza della sorgente laser CO2 influenza direttamente la velocità del risultato ed è quindi un elemento da tenere in considerazione. Una sorgente laser più potente impiegherà meno tempo a eseguire una marcatura laser in quanto la maggiore potenza utilizzata permetterà di eseguire la lavorazione molto più velocemente.

La testa di scansione laser

Ogni applicazione di marcatura laser ha bisogno di una testa di scansione per poter funzionare. Abbiamo avuto già modo di vedere in altri articoli qual è il funzionamento di una sorgente laser e qual è la sua utilità. Una testa di scansione laser è un dispositivo che ha il compito di muovere il raggio laser su un percorso prestabilito, coincidente con la lavorazione da eseguire.

Un raggio laser infatti è un fascio di luce che procede in linea retta finché non incontra un ostacolo di qualche tipo. Se non è deviato in qualche modo, un raggio laser non può essere utilizzato ai fini delle lavorazioni. La testa di scansione ha appunto il compito di deviare il raggio laser facendogli seguire un percorso prestabilito.

Per svolgere questo compito, la testa di scansione utilizza degli specchi galvanometrici che spostano il raggio laser lungo gli assi X e Y di un’area di lavoro.

Affinché possa eseguire efficacemente la lavorazione, il raggio laser deve essere sempre ben focalizzato sulla superficie da lavorare. A tal fine è necessario l’utilizzo di una lente z-lineare che, aumentando e diminuendo la lunghezza focale della lente in base alla necessità, riesce a tenere il laser nel punto esatto della lavorazione.

Il software e l’unità di controllo

La sorgente laser e la testa di scansione, composta dai dispositivi di cui abbiamo appena parlato, devono agire in coordinazione. La posizione del laser, il suo fuoco, la sua potenza e la durata del raggio devono essere attivati in funzione della lavorazione da eseguire.

Il compito di coordinare tutti questi dispositivi è svolto dal software e dall’unità di controllo. Il software rappresenta l’interfaccia tra la macchina e l’utente. Si occupa di tradurre il pattern della lavorazione da eseguire in coordinate e parametri che poi l’unità di controllo invia alla testa di scansione e alla sorgente laser.

In questo modo è possibile incidere qualsiasi tipo di informazione semplicemente modificando i parametri del software o inserendo un nuovo disegno CAD.

Un processo sicuro

Uno dei timori di chi prende in considerazione la possibilità di adottare dei processi di marcatura laser è la possibilità che essa influisca sulla shelf life dei prodotti. In effetti la buccia protegge il prodotto da muffe, batteri e altri agenti che potrebbero danneggiare le qualità organolettiche o addirittura renderlo pericoloso per i consumatori.

La marcatura laser è un processo basato sulla rimozione di materiale dallo strato superficiale di un alimento destinato al consumo. Che si tratti della crosta di un formaggio o della buccia di un frutto, questo strato superficiale ha il compito di proteggere il prodotto dagli attacchi di potenziali agenti contaminanti che potrebbero danneggiarlo.

Nel caso di prodotti come salumi e formaggi il rischio è minimo: la crosta esterna di questi prodotti è molto spessa. Su di essa la marcatura laser fa delle incisioni di pochi micron, certo meno invasive delle corrispondenti marcature a caldo effettuate tradizionalmente.

Il problema è più rilevante per i prodotti vegetali freschi e, in particolare, per quelli dalla buccia molto sottile, come ad esempio i pomodori o l’uva. Rimuovere uno strato, per quanto superficiale, dalla buccia, potrebbe essere causa di disidratazione e contaminazioni di vario tipo.

Tuttavia, la realtà è diversa. Diversi studi hanno però evidenziato come la marcatura laser avviene solo sulla superficie e non provoca nessuna alterazione al prodotto. La funzione protettiva della buccia insomma non viene meno e la shelf life dei prodotti rimane inalterata.

Di conseguenza anche le qualità organolettiche rimangono inalterate: l’etichettatura laser della frutta e della verdura non altera in alcun modo il sapore dei prodotti.

Un mondo tutto da esplorare

La marcatura laser degli alimenti è un mondo tutto da esplorare. Ogni prodotto ha qualità diverse e i parametri da utilizzare cambiano di prodotto in prodotto. Per questo è importante studiare una soluzione adatta insieme al produttore del laser. Contattaci, e troveremo la soluzione laser CO2 che fa al caso tuo.

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…

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.