Il laser a CO2 è una delle tecnologie che vanta la più grande varietà di utilizzi. Gli ambiti di applicazione vanno dal settore medicale a quello del restauro dei monumenti. Che si tratti di skin resurfacing o di eliminare le scritte dai monumenti, il laser a CO2 è una soluzione incredibilmente efficace e dall’ottimo rapporto qualità-prezzo.

Il laser a CO₂ è una delle tecnologie che vanta la più grande varietà di utilizzi. Gli ambiti di applicazione vanno dal settore medicale a quello del restauro dei monumenti. Che si tratti di skin resurfacing o di eliminare le scritte dai monumenti, il laser a CO₂ è una soluzione incredibilmente efficace e dall’ottimo rapporto qualità-prezzo.

Ma è il settore industriale quello in cui il laser a CO₂ è ormai diventato uno standard ben affermato. L’elevata purezza di spettro, l’alta stabilità, l’efficienza energetica, la possibilità di generare livelli di potenza che vanno da pochi a migliaia di Watt sono le caratteristiche che ne hanno determinato il successo nella lavorazione dei materiali, dove riesce a produrre una grande qualità.

Industria del packaging

Il laser a CO₂ è ormai uno strumento produttivo indispensabile per l’industria del packaging. I materiali utilizzati (termoplastiche, cartone, derivati dal legno) e le caratteristiche dei processi tipici di questo settore (ricerca della personalizzazione, innovazione continua) sono estremamente compatibili con l’utilizzo del laser a CO₂ tanto che le applicazioni sono numerose.

Un esempio è la produzione mediante microperforazione laser di buste per prodotti freschi confezionati in atmosfera sigillata. La microperforazione laser consente in questo caso di ottimizzare lo scambio di gas fra l’interno della busta e l’ambiente circostante. Così facendo si prolunga la vita di questi prodotti che si mantengono freschi più a lungo.

Una delle ultimissime applicazioni è il cosiddetto natural branding. Questa applicazione, sviluppata di recente, consiste nel marcare l’etichetta direttamente sulla superficie dei prodotti freschi. In questo modo è possibile riportare sui prodotti loghi, informazioni di tracciamento e su lotto di produzione. Tradizionalmente queste informazioni sono stampate su etichette, che poi vengono incollate sul prodotto. L’etichettatura laser dei prodotti freschi permette di evitare questo passaggio, consentendo un risparmio di carta e di sostanze chimiche utilizzate nel processo. Ha dimostrato di essere un’applicazione efficace e di non danneggiare minimamente la qualità o la durata del prodotto.

Accanto a queste lavorazioni innovative, che sarebbero impossibili senza l’utilizzo del laser, il laser è utilizzato anche lavorazioni più tradizionali.

La prima applicazione è la saldatura laser delle buste di plastica. Questo tipo di packaging flessibile è sempre più utilizzato perché consente di risparmiare spazio e di creare imballaggi personalizzati in base alla tipologia di prodotto. La saldatura laser delle buste flessibili sfrutta l’energia del laser per riscaldare il materiale e sigillare in tal modo le buste.

La seconda applicazione è l’incisione laser applicata alle buste flessibili. Questa applicazione utilizza l’estrema controllabilità del laser per creare incisioni a profondità controllata sul materiale plastico. Con questa tecnica è possibile realizzare packaging ad apertura facilitata o packaging innovativi da utilizzare per prodotti pronti all’uso.

Industria della moda e della decorazione

Il laser ad anidride carbonica è stato utilizzato nell’ambito della moda e della decorazione. In mano a progettisti e designer, il laser a CO₂ è un potente strumento, capace di mettersi al servizio della creatività del progettista. È anche uno strumento ecologicamente sostenibile e consente di ridurre notevolmente l’impatto ecologico dell’industria dei tessuti.

Marcatura laser, microperforazione, taglio sono le operazioni principali utilizzate in questo ambito.

La marcatura laser è utilizzata principalmente per incidere motivi decorativi su tessuti e pellami. I vantaggi del laser sono l’alta velocità di esecuzione della lavorazione, la precisione, l’elevata ripetibilità dei segni impressi e la possibilità di incidere qualsiasi tipo di motivo geometrico o di disegno.

La marcatura laser nel campo dei tessuti trova anche delle applicazioni innovative. Ne è un esempio l’utilizzo del laser per la marcatura laser del tessuto denim. Così facendo si riduce notevolmente il consumo di sostanze chimiche e di acqua.

La decorazione delle piastrelle in ceramica è un’altra delle applicazioni del laser a CO₂ nell’ambito della decorazione. Anche in questo caso il principale vantaggio del laser è la gamma praticamente infinita dei motivi che è possibile trasferire, da semplici motivi geometrici a vere e proprie fotografie in bianco e nero.

Industria alimentare

L’industria alimentare ha scoperto recentemente l’uso del laser ad anidride carbonica. In questo caso l’applicazione del laser serve a realizzare le lavorazioni direttamente sui prodotti sostituendo l’utilizzo di mezzi meccanici. Ne sono un esempio le applicazioni che vedono l’utilizzo del laser a CO₂ per la pelatura di frutta e verdura, l’incisione laser di codici sui gusci d’uovo o l’applicazione di contrassegni su formaggi e salumi.

Digital converting

Il laser si inserisce perfettamente in un processo di fabbricazione digitale. Anzi, possiamo dire che le caratteristiche del laser a CO₂ si apprezzano al meglio quando questo è inserito in processi altamente automatizzati.

Un esempio di applicazione di successo è nel processo di lavorazione della carta. Grazie al laser è possibile realizzare sistemi integrati capaci di stampare, fustellare e tagliare la carta delle dimensioni volute, aggiungendo anche dettagli e personalizzazioni di ogni tipo, impossibili con i metodi meccanici usati tradizionalmente in questo settore.

Un particolare tipo di applicazione vede l’utilizzo del laser per la produzione di carte valore e carte di sicurezza. Grazie al laser è possibile aggiungere codici, perforazioni tagli e altri contrassegni identificativi, in modo semplice e veloce.

Industria degli utensili

La produzione di utensili e dell’utensileria in generale può trarre estremo beneficio dall’utilizzo del laser. In questo ambito vediamo ad esempio l’utilizzo dei trattamenti di indurimento superficiale al laser. Questa tecnica consiste nell’esporre la superficie del metallo agli effetti del raggio laser, causando trasformazioni interne alla struttura molecolare che hanno come effetto un aumento della resistenza all’usura dell’utensile.

Industria pannellistica

L’estrema controllabilità è uno dei punti di forza delle lavorazioni al laser. Per l’industria della segnaletica questo aspetto si traduce in un enorme vantaggio. Il laser a CO₂ permette di incidere con estrema precisione e definizione scritte, loghi e qualsiasi informazione sui materiali comunemente utilizzati per produrre pannelli e segnaletica di vario tipo. Che si tratti di plexiglass, acciaio o alluminio, con il laser è possibile personalizzare qualsivoglia tipo di pannello o oggetto con scritte e loghi di ogni tipo.

Industria del display

Le lavorazioni laser su PMMA (polimetilmetacrilato) sono uno degli ambiti in cui il laser a CO₂ è imbattibile. L’industria dei display ha tratto un grande vantaggio dall’utilizzo del laser a CO₂. Il laser infatti è indispensabile nella realizzazione dei pannelli Backlight LGP. Si tratta di pannelli di PMMA che grazie al laser vengono forati a intervalli regolari. Il pannello così preparato è poi illuminato da led che, opportunamente posizionati, creano una superficie illuminata uniformemente. Il principale vantaggio di questi display è che è possibile creare pannelli retroilluminati di grosse dimensioni dal bassissimo consumo energetico. Il laser è indispensabile perché consente di ottenere quella precisione e regolarità che con i tradizionali mezzi produttivi sarebbe molto difficile o molto costoso ottenere.

Industria automotive

Decorazioni delle plastiche, indurimento superficiale dei metalli, microperforazione dei pellami per gli interni, decorazioni delle tappezzerie, saldature, incisione di codici per l’identificazione e la tracciabilità delle parti. Sono alcune delle applicazioni più comuni del laser a CO₂ in ambito automotive. In effetti questo settore industriale è stato uno dei primi a introdurre il laser per l’esecuzione delle lavorazioni. E non stupisce quindi che anche il laser a CO₂ sia molto utilizzato.

Un laser numerosi utilizzi

In definitiva, il laser a CO₂ ha una gamma di utilizzi pressoché infinita. La sua lunghezza d’onda lo rende adatto a eseguire lavorazioni sulla maggior parte dei materiali. Contattaci per maggiori informazioni: potrebbe esserci una soluzione laser al tuo problema!

La lavorazione della carta è uno dei principali ambiti di applicazione del laser a CO2. Il settore della cartotecnica ha tratto grande vantaggio dal diffondersi di questo strumento. Il laser a CO2 offre velocità, efficienza e flessibilità permettendo alle aziende che usano il laser di rispondere alle richieste di un mercato sempre più frammentato.

La lavorazione della carta è uno dei principali ambiti di applicazione del laser a CO₂. Il settore della cartotecnica ha tratto grande vantaggio dal diffondersi di questo strumento. Il laser a CO₂ offre velocità, efficienza e flessibilità permettendo alle aziende che usano il laser di rispondere alle richieste di un mercato sempre più frammentato. I processi di produzione al laser, inoltre, si inseriscono perfettamente nei processi di stampa digitale, che ormai dominano il settore della cartotecnica.

Un settore che noi di El.En. conosciamo bene. Nel corso degli anni abbiamo aiutato numerose aziende a introdurre i laser nei loro processi produttivi. Abbiamo creato numerosi sistemi per la lavorazione della carta, in particolare per aziende operanti nel settore del packaging.

In questo articolo facciamo tesoro di questa esperienza e diamo una panoramica delle applicazioni laser per la trasformazione della carta.

Laser e carta

La carta fa parte della nostra quotidianità. Non c’è aspetto o attività che non facciano uso di un qualche tipo di materiale cartaceo.

Quando parliamo di carta includiamo un’ampia quantità di materiali. I vari tipi di carta hanno però una composizione simile. A livello microscopico un foglio di carta è costituito da una rete di fibre di cellulosa intrecciate, da un riempitivo, in genere caolino, e da varie sostanze chimiche derivate dal processo di lavorazione.

La struttura chimica della carta si presta bene al taglio con il laser a CO₂. Quando il laser interagisce con la cellulosa ne dissolve la struttura molecolare, riducendo il materiale ai suoi componenti fondamentali carbonio, ossigeno e idrogeno.

Questo sistema di lavorazione è molto vantaggioso in quanto permette di risolvere i principali inconvenienti degli strumenti tradizionali per il taglio della carta.

Innanzitutto il laser offre flessibilità. Uno dei metodi per tagliare la carta si serve di fustelle. Ogni fustella può essere utilizzata per ottenere una sola forma di taglio. Per ottenere una nuova forma bisogna creare una nuova fustella\, con un notevole dispendio economico. Questo pone un limite alle lavorazioni che ogni azienda può accettare: se il lotto di produzione non ha un numero di pezzi sufficienti a ripagare il costo della nuova fustella\, diventa economicamente svantaggioso produrla.

Il laser invece permette una grande flessibilità in quanto tutto il sistema di taglio è controllato via software in maniera digitale. Modificare la forma da tagliare richiede semplicemente un intervento via software. Diventa quindi economicamente sostenibile la lavorazione di piccoli lotti di produzione.

Il taglio meccanico ha un altro inconveniente. L’utilizzo di lame è un altro dei metodi usati per tagliare la carta. Questo meccanismo di taglio produce polvere e residui i quali non sono compatibili con i moderni processi di stampa digitale\, ormai predominanti. Questo significa che è necessario separare le fasi di stampa dalle fasi di taglio.

I processi di taglio laser invece producono pochissimi residui e sono quindi compatibili con i processi di stampa digitale. Non solo, il laser è un processo completamente digitale. Può quindi essere facilmente utilizzato in sistemi integrati che possono eseguire in un solo passaggio tutti i processi produttivi richiesti dall’industria cartotecnica.

Un altro problema dei mezzi meccanici è la qualità del taglio che si può ottenere. Le lame comportano il rischio di creare tagli irregolari o di scarsa qualità. Molte applicazioni, in particolare nel settore del packaging, richiedono invece tagli estremamente precisi. I contenitori per prodotti alimentari liquidi ad esempio devono avere dei bordi perfettamente sigillati, dove cioè non ci sono fibre libere e sporgenti. Il taglio laser permette di ottenere questi risultati poiché durante il processo di taglio il calore sigilla i bordi di taglio.

In base a quanto abbiamo detto l’utilizzo del laser risulta vantaggioso in situazioni che l’utilizzo del taglio meccanico avrebbe reso economicamente non sostenibili. Ecco qualche esempio:

• necessità di eseguire tagli di grande qualità e precisione
• volumi di produzione inferiori 1000 pezzi
• necessità di creare sistemi di produzione integrati di stampa e di taglio digitali
• necessità di eliminare gli scarti per l’elevato costo dei mezzi di produzione
• esecuzioni di lavori su misura
• esecuzione di tagli particolarmente complessi

Alcune applicazioni del taglio laser su carta

Sarebbe difficile farne un elenco completo delle applicazioni del laser su carta. Molte di queste lavorazioni erano eseguite anche con i mezzi di taglio meccanici. Il laser ha permesso però di eseguire con molta semplicità lavorazioni che prima non erano possibili o erano molto difficili da eseguire.

Ne sono un esempio i tagli parziali sulla superficie che consentono di creare imballaggi con caratteristiche avanzate come easy-opening o apri/chiudi. Questo tipo di applicazione è particolarmente richiesta in ambito alimentare. Grazie ad esse si possono creare confezioni che non necessitano di particolari utensili per essere aperte e aggiungono quindi valore al prodotto stesso.

Conclusione

Le sorgenti laser a CO₂ sono ideali per la lavorazione della carta. Il laser a CO₂ interagisce perfettamente con la composizione chimica dei materiali cartacei. Utilizzarlo in questo settore è molto vantaggioso. Come si può immaginare però, le possibili implementazioni sono numerose.

Noi di El.En. siamo esperti nelle applicazioni del laser a CO₂ per l’industria cartotecnica. Possiamo mettere le nostre competenze al tuo servizio. Contattaci per informazioni o per un preventivo gratuito.

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.

Il laser a CO2 e il laser a fibra sono i due tipi di laser più utilizzati in ambito industriale. Entrambe le tecnologie si sono dimostrate affidabili ed efficienti. Garantiscono infatti un’elevata produttività, flessibilità di applicazione e precisione nei risultati.

Il laser a CO2 e il laser a fibra sono i due tipi di laser più utilizzati in ambito industriale. Entrambe le tecnologie si sono dimostrate affidabili ed efficienti. Garantiscono infatti un’elevata produttività, flessibilità di applicazione e precisione nei risultati.

Ma i due laser non sono uguali. La differenza è la lunghezza d’onda del laser prodotto con queste due tecnologie. Per i laser a fibra la lunghezza d’onda tipica è di 1064 nanometri mentre per i laser ad anidride carbonica è di 10\,6 micrometri. Si tratta di una differenza sostanziale perché da essa dipende il tipo di materiale che può essere lavorato dal laser.

Laser a fibra, il re dei metalli

Il laser a fibra è utilizzato soprattutto nelle applicazioni sui metalli. La tecnologia a fibra consente di ottenere densità energetiche più alte sulla superficie dei metalli per due ragioni. La prima è che i metalli assorbono bene la lunghezza d’onda del laser a fibra mentre tendono a riflettere e a disperdere la lunghezza d’onda del laser ad anidride carbonica. La seconda è che il laser a fibra consente di ottenere sulla superficie di lavoro un diametro focale più piccolo di quello del laser ad anidride carbonica. Il risultato è che con il laser a fibra si riesce a ottenere una densità energetica maggiore a parità di potenza rispetto al laser a CO2.

Il principale difetto della tecnologia laser a fibra è la sua scarsa flessibilità. La lunghezza d’onda del laser a fibra è assorbita bene dai metalli ma non solo. Un problema del laser a fibra è che molti materiali assorbono la sua lunghezza d’onda. Questo lo rende poco selettivo sui materiali.

Laser a CO2, il laser più versatile

La selettività è invece uno dei vantaggi del laser a CO2. La lunghezza d’onda di 10,6 micrometri è assorbita bene da tutti i materiali a base carboniosa. Tra questi rientrano buona parte dei materiali utilizzati nei processi produttivi.

Di seguito alcuni dei materiali su cui il laser ad anidride carbonica è più efficiente:

• Plastiche e polimeri in generale
• Legno e materiali derivati
• Carta e cartone
• Materiali biologici

Questi materiali assorbono molto bene la lunghezza d’onda del laser a CO2, cosa che rende queste sorgenti laser molto efficienti nella loro lavorazione.

Laser a CO2 vs Laser a fibra per l’incisione laser

La marcatura laser e l’incisione laser sono due varianti della stessa lavorazione. In entrambe le applicazioni si usa il laser per rimuovere uno strato di materiale. Nella marcatura, il laser rimuove uno strato molto sottile di materiale. Il segno prodotto è quindi superficiale. Nell’incisione, il laser va più in profondità, rimuove uno strato maggiore di materiale. Il segno è quindi più profondo tanto che spesso può essere sentito al tatto.

Sia il laser ad anidride carbonica che quello a fibra possono eseguire marcatura e incisione. In base a quanto abbiamo detto dovrebbe apparire evidente che la principale differenza sta nei materiali su cui si applica la lavorazione.

Per quanto riguarda la tecnologia a fibra\, la marcatura e l’incisione sono utilizzate principalmente per la tracciabilità dei prodotti\, quindi per incidere in modo indelebile numeri identificativi, codici seriali o matrici di dati su pezzi fatti in metallo. L’elevata densità energetica e il punto focale di piccole dimensioni lo rendono ideale per questo tipo di applicazione sui materiali metallici.

La marcatura e l’incisione sono invece una delle lavorazioni più utilizzate del laser a CO2. Questa lavorazione ha una grandissima varietà di applicazioni. Oltre alla marcatura di codici identificativi, come per il laser, permette di realizzare veri e propri pattern decorativi, tanto che è utilizzata nell’industria della moda. Una delle applicazioni che si sono sviluppate negli ultimi anni è, ad esempio, la marcatura laser del tessuto denim per la produzione di jeans.

Contattaci

El.En. Laser è un’azienda specializzata nella produzione di laser a CO2. Dal 1981 abbiamo contribuito a sviluppare questa tecnologia, che vanta ad oggi un grande successo in ambito industriale. Produciamo sorgenti laser a CO2, teste di scansione laser e sistemi laser per l’industria 4.0. Possiamo realizzare il tuo prossimo sistema laser. Contattaci per maggiori informazioni.