La marcatura laser è una delle lavorazioni laser più utilizzate in ambito industriale. I processi industriali legati al confezionamento dei prodotti la utilizzano per applicare informazioni sugli imballaggi: date di scadenza, codici per la tracciabilità, lotti di produzione, loghi e rappresentazioni grafiche.

La marcatura laser è una delle lavorazioni laser più utilizzate in ambito industriale. I processi industriali legati al confezionamento dei prodotti la utilizzano per applicare informazioni sugli imballaggi: date di scadenza, codici per la tracciabilità, lotti di produzione, loghi e rappresentazioni grafiche. Il vantaggio fondamentale della marcatura laser è che rispetto ai metodi tradizionali si possono ottenere altissime velocità di esecuzione e precisione nelle lavorazioni.

Ma non solo. Il laser consente di aumentare i parametri relativi all’efficienza della lavorazione, ma anche di eseguire lavorazioni che non potrebbero essere effettuate utilizzando i metodi tradizionali.

Come funziona la marcatura laser?

La marcatura laser è la tecnica di lavorazione per cui si utilizza il laser per produrre un’ incisione sulla superficie di un determinato prodotto. Come in tutte le lavorazioni basate sul laser, si sfrutta la sua capacità di concentrare notevoli quantità di energia in un punto con un diametro nell’ordine dei decimi di millimetro. Nel punto in cui il laser tocca il materiale si raggiungono densità energetiche molto elevate che in pochi istanti fanno aumentare la temperatura fino a innescare trasformazioni di tipo fisico e chimico.

Una caratteristica fondamentale delle lavorazioni laser è l’elevata capacità di controllo. Si può decidere con grande precisione fino a quale profondità fare arrivare l’azione del laser. Nella marcatura laser il segno è prodotto solo in superficie, su uno strato che va da qualche micron a uno o due millimetri. Oltre queste dimensioni non si parla più di marcatura laser ma di incisione laser [laser engraving]. Le due lavorazioni, anche se simili, differiscono nella profondità alla quale arriva il segno del laser e quindi nelle caratteristiche percettive del segno. L’incisione laser crea segni più visibili e percepibili al tatto. Nella marcatura laser il segno è sì visibile ma risulta invece scarsamente percepibile al tatto.

Marcatura laser e packaging

In tutte le lavorazioni laser\, la scelta della potenza da utilizzare dipende dal materiale che si deve lavorare e dalla velocità di esecuzione del processo. Come forse saprete ogni laser emette un raggio di luce polarizzata a una lunghezza d’onda definita. Alcuni materiali assorbono bene determinate lunghezze d’onda ma non altre. Nel settore degli imballaggi il laser a CO2 è quello che permette di ottenere i migliori risultati. La sua lunghezza d’onda di 10.6 micrometri appartiene al lontano infrarosso ed è assorbita molto bene da tutti i materiali organici, come carta, cartone, polimeri termoplastici, vetro, appartengono a questa categoria e sono quelli più utilizzati per creare gli imballaggi.

Vantaggi della marcatura laser

Tradizionalmente, per marcare per imprimere informazioni sugli imballaggi si usano i seguenti metodi:

1. stampa a getto inchiostro
2. stampa a trasferimento termico
3. stampaggio
4. marchiatura a caldo
5. incisione meccanica

Queste tecniche si basano sempre sul contatto tra lo strumento di lavoro e il pezzo da lavorare. Rispetto ad esse il laser ha diversi vantaggi:

1. risparmio: le informazioni sono incise direttamente sul prodotto, questo elimina qualsiasi altro materiale, come inchiostro ed etichette
2. indelebilità: resiste all’usura, ai solventi, ai graffi, alla luce e ai tentativi di contraffazione
3. automazione: il processo è completamente automatizzabile
4. flessibilità: con la marcatura laser si può imprimere qualsiasi tipo di informazione con qualsiasi caratteristiche
5. contact-free: i materiali non sono sottoposti a stress meccanico

Materiali e marcatura laser

Come abbiamo detto le caratteristiche del materiale influenzano le caratteristiche specifiche dell’operazione di marcatura

Imballaggi in carta, cartone

La carta e cartone sono prodotti a partire dalla cellulosa, un materiale di origine biologica prodotto dalla lavorazione del legno. Il laser agisce sulla carta vaporizzando uno strato sottile di materiale. Il segno così realizzato può avere un basso contrasto perché è dello stesso colore del materiale. La carta è di colore chiaro quindi il segno può essere poco leggibile a causa del basso contrasto. La carta è chiara e in questo caso il segno è dello stesso colore della carta. Per creare un contrasto maggiore si possono creare dei riquadri ricoperti di colore scuro. In questo caso il laser rimuove solo lo strato superficiale per scoprire la parte sottostante. Il contrasto tra il bianco della carta nel punto in cui è rimossa e lo scuro della vernice che la circonda creano un segno molto leggibile.

Marcatura laser su plastica

La plastica è un prodotto organico di sintesi basato su polimeri a base di carbonio. Su alcuni tipi di plastica il laser a CO2 è molto efficiente e consente di ottenere risultati ottimali. Le plastiche che si prestano meglio a marcatura laser sono quelle maggiormente utilizzate nel settore del packaging come ad esempio polietilene, pet o polipropilene.

La marcatura laser su plastica avviene per trasformazione chimica. Il laser spezza le catene polimeriche. La luce incide sul segno in maniera diversa rispetto al materiale circostante, quindi il segno è abbastanza visibile. A seconda degli additivi applicati alla plastica si possono ottenere diversi livelli di contrasto.

Marcatura laser su vetro

La marcatura laser si può eseguire anche sul vetro. Su questo materiale la marcatura avviene tramite trasformazione fisica del materiale. Il vetro è un materiale molto fragile, poco flessibile. Al suo interno intrappola delle microbolle d’aria. Quando il laser colpisce la superficie del materiale le bolle d’aria si espandono a causa del calore creando delle microfratture. Questo cambia la trasparenza del materiale e crea il segno.

Oltre gli imballaggi

In alcuni casi la marcatura laser permette di eliminare l’imballaggio. La marcatura laser sugli alimenti è una tecnica che si è affermata negli ultimi anni. Si usa soprattutto su prodotti freschi come gli ortaggi o sui prodotti stagionati ma può essere utilizzata su qualsiasi prodotto compatibile. In questa applicazione la marcatura è eseguita direttamente sulla superficie del prodotto. Il materiale viene rimosso dalla superficie in uno strato di pochi micron. Il raggio laser non penetra all’interno del prodotto che quindi viene totalmente preservato nella sua freschezza. Diversi studi hanno dimostrato che la marcatura laser non inficia la qualità del prodotto. Utilizzata da industrie come i grandi distributori di cibo permette ogni anno di risparmiare tonnellate di materiali da imballaggio, incluse le etichette autoadesivi.

Equipaggiamento per marcatura laser nel packaging

Dal punto di vista tecnologico un sistema per la marcatura laser è composto da una sorgente laser a CO2 che produce il raggio, da una testa di scansione, che sposta il raggio su una superficie\, da un controller software che coordina il sistema.

La sorgente laser

Nel catalogo El.En. abbiamo sorgenti laser CO2 da 60W a 1200W di potenza. Una maggiore potenza corrisponde a una maggiore energia per unità di superficie che si può tradurre in una maggiore velocità di esecuzione. Il nostro catalogo ha anche sorgenti laser ottimizzate per determinati materiali usati nel packaging. Le due lunghezze d’onda 9.3 um e 10.2 um presenti per il BLADE RF177G e BLADE RF333P sono ideale per i materiali usati settore del packaging e nel kiss cutting per le etichette adesive.

Le nostre sorgenti Never Ending Power hanno una tecnologia chiamata Self-Refilling che permette di aumentare la vita del laser potenzialmente senza alcun limite. Questo consiste nell’aggiunta di un consumabile, il gas cartridge, che contiene il mezzo di propagazione e che si può sostituire facilmente una volta arrivato ad esaurimento. Le sorgenti possono mantenere in questo modo le loro prestazioni inalterate nel tempo. A differenza dei laser sigillati, in questo modo si elimina definitivamente l’operazione di refurbishing che è normalmente costosa in termini sia di tempo che economici.

La testa di scansione

Le applicazioni come la marcatura sono dette di laser galvo scanning perché utilizzano degli specchi galvanometrici per movimentare il raggio laser lungo tutta la superficie.

La principale caratteristica delle nostre teste di scansione è quella di avere un motore z-dinamico, che permette la regolazione del fuoco in altezza e di conseguenza, mantenere costanti i parametri in tutta l’area di lavoro.

Il controller digitale

La sorgente laser CO2 e la testa di scansione hanno bisogno di un software che ne coordini i movimenti per eseguire la lavorazione richiesta. Le nostre teste includono anche questo sistema di controllo, che può essere facilmente integrato con i comuni sistemi operativi.

Contattare El.En.

La marcatura laser è uno dei nostri settori di specializzazione. I nostri ingegneri hanno lavorato a decine di progetti di applicazione della marcatura laser in settori in questo ambito. Se lavori nel packaging e sei interessato a una soluzione laser, contattaci e troveremo la soluzione più adatta alle tue necessità.

Negli ultimi decenni, il laser è diventato uno strumento di lavorazione molto diffuso. Il suo ruolo come strumento di produzione è sempre più affermato, sia nelle applicazioni tradizionali come il taglio laser, la saldatura laser o la marcatura laser, sia in quelle più avanzate, come la sverniciatura laser, il trattamento superficiale o la microperforazione.

Negli ultimi decenni, il laser è diventato uno strumento di lavorazione molto diffuso. Il suo ruolo come strumento di produzione è sempre più affermato, sia nelle applicazioni tradizionali come il taglio laser, la saldatura laser o la marcatura laser, sia in quelle più avanzate, come la sverniciatura laser, il trattamento superficiale o la microperforazione.

Il successo di questo strumento è da imputare ai vantaggi che offre in termini di flessibilità del processo. La stessa sorgente laser si può usare per eseguire lavorazioni diverse come il taglio e la marcatura su materiali diversi come la plastica e il legno anche all’interno dello stesso ciclo operativo.

Questa grande flessibilità si traduce nella complessità del processo. In generale il meccanismo di funzionamento del laser è semplice. Il laser è una sorgente di luce capace di concentrare una densità energetica molto alta\, tanto da poter essere usata come una fonte di calore. Allo stesso tempo, però, l’interazione tra il laser e il materiale è influenzata da numerosi fattori che ne aumentano la complessità.

Concettualmente il taglio, la perforazione, l’incisione e la marcatura condividono lo stesso meccanismo di lavorazione dove l’energia del laser per creare trasformazioni chimico-fisiche nel materiale. Tali trasformazioni possono andare dalla semplice colorazione del materiale – come avviene nella marcatura, fino alla completa rimozione dello stesso per sublimazione, come avviene nel processo di taglio laser. Per passare da una lavorazione all’altra basta intervenire sui parametri del laser tramite l’apposito software di controllo.

Per questa ragione ogni applicazione deve essere studiata in base alle caratteristiche del laser, alle caratteristiche del processo e alle caratteristiche del materiale.

In questo articolo analizziamo i principali parametri che entrano in gioco nei processi di lavorazione laser, con particolare riferimento al laser a CO2.

Parametri relativi al laser

A differenza degli strumenti produttivi tradizionali, il laser presenta ampie possibilità di configurazione. Ogni parametro influisce sul risultato finale della lavorazione, e deve quindi essere configurato opportunamente in base al risultato che si desidera ottenere sul materiale.

I parametri del laser a cui prestare attenzione sono

• potenza della sorgente laser
• modalità spaziale del raggio
• modalità temporale del raggio
• lunghezza d’onda del laser
• polarizzazione del raggio

Potenza della sorgente laser

La potenza della sorgente laser è un parametro molto importante da esso dipendono la velocità di esecuzione della lavorazione e la profondità dell’incisione realizzata dal laser. Più il laser è potente, maggiore sarà la quantità di materiale trasformato nello stesso intervallo di tempo. Inoltre, più è potente il laser maggiore sarà lo spessore del materiale che il laser riuscirà a tagliare anche se, come si vedrà più avanti, questo parametro dipende in parte dalle caratteristiche del materiale.

Se si utilizza un laser a bassa potenza potrebbe non essere possibile tagliare un materiale da parte a parte. D’altro canto però un laser di potenza superiore rispetto alla lavorazione da eseguire può trapassare i materiali\, con il rischio però di ottenere un taglio poco netto, con bordi bruciati e irregolari a causa delle scorie prodotte dall’eccessiva potenza del laser.

Come regola generale, la scelta della potenza di una sorgente laser dovrebbe essere fatta per eccesso in modo da potere abbassare la potenza di utilizzo fino a ottenere il risultato desiderato.

Modo spaziale del raggio laser

Questo parametro definisce il profilo in sezione trasversale del raggio laser. Un raggio laser può avere diversi modi\, cioè può avere profili diversi.

Il modo più utilizzato nelle applicazioni di taglio laser è il modo gaussiano, in quanto permette riesce a produrre la massima densità energetica, cioè a concentrare il raggio in un punto dal diametro molto piccolo.

In questo modo si riescono a ottenere tagli e incisioni dalle dimensioni minime, con alte velocità di esecuzione della lavorazione e la possibilità di tagliare spessori di maggiori dimensione.

Altri modi spaziali permettono invece di focalizzare il raggio su una superficie più ampia, permettendo in questo modo di ottenere densità energetiche più basse.

Modo temporale del raggio laser

I laser possono essere usati in due modalità, ad onda continua o ad onda pulsata. La prima è sicuramente quella più diffusa, utilizzata soprattutto nelle produzioni in serie, permette di ottenere tagli molto levigati, e di tagliare materiali più spessi. La modalità pulsata è invece usata per eseguire lavorazioni che richiedono maggiore precisione, spesso con un laser di bassa potenza.

Lunghezza d’onda

Il modo in cui i diversi materiali assorbono la radiazione laser dipende dalla sua lunghezza d’onda. Mentre alcuni di essi assorbono molto bene la lunghezza d’onda del laser a CO2, altri richiedono lunghezze d’onda diverse e quindi altri tipi di laser.

Alluminio e rame, ad esempio, assorbono poco la lunghezza d’onda del laser a CO2 e per essere tagliati richiedono potenze molto elevate, con una bassa efficienza nel processo. I materiali non metallici come il legno e quelli sintetici, come le plastiche polimeriche, assorbono invece perfettamente la radiazione del laser a CO2. Anche metalli come l’acciaio dolce e quello inossidabile possono essere tagliati con il laser a CO2 con ottimi risultati.

Polarizzazione

La polarizzazione indica la proprietà del fascio laser di irradiarsi in una sola direzione. Questa proprietà differenza il laser dalle sorgenti di luce non polarizzata, che invece si irradia in tutte le direzioni.

Questo parametro è importante nella misura in cui esso influisce su alcune caratteristiche del taglio. In linea di massima, quando la direzione di taglio e la polarizzazione hanno lo stesso orientamento, si ottengono tagli molto sottili, dai bordi definiti e verticali. Quando la direzione del taglio è invece orientata inversamente alla polarizzazione si riduce l’assorbimento energetico del materiale, con una riduzione della velocità di lavorazione che dà come risultato un taglio più ampio, dai bordi ruvidi e irregolari.

Caratteristiche dei materiali

Nella configurazione di un sistema laser si devono tenere in conto le caratteristiche del materiale. Non tutti i materiali sono infatti laserabili. Alcuni non assorbono determinate lunghezze d’onda; altri producono risultati non soddisfacenti quando sono sottoposti al raggio laser.

I parametri di un materiale da tenere in considerazione sono le sue proprietà termiche e la sua riflettività.

Proprietà termiche

Dal punto di vista della lavorabilità al laser, i materiali possono essere suddivisi in due categorie, metalli e non metalli. I due gruppi rispondono in maniera diversa alla radiazione laser e pertanto offrono diversi gradi di lavorabilità.

I metalli hanno un’elevata conduttività termica, un punto di fusione più alto, un’elevata riflettività ottica. Per questa ragione la lavorazione laser è molto poco efficiente nella maggior parte dei casi.

I non metalli invece assorbono molto bene la radiazione laser, in particolare quella del laser a CO2 e pertanto possono essere lavorati in modo molto efficiente. Basta una piccola concentrazione di energia laser per avviare le trasformazioni del materiale che realizzano la lavorazione.

Riflettività

Questa proprietà è rilevante soprattutto per i metalli. Se possiamo in generale dire che tutti i metalli hanno un alto grado di riflettività, è anche vero che non si tratta di un parametro fisso. La riflettività di un metallo può variare con il variare delle proprietà fisiche del metallo. La riflettività ad esempio diminuisce quanto un metallo è riscaldato o quando si utilizzano lunghezza d’onda più corte.

La riflettività di un metallo può essere limitata mediante l’utilizzo di una pellicola non riflettente applicata alla superficie del materiale.

Anche la polarizzazione del raggio influisce sulla riflettività di un materiale.

Caratteristiche del processo

Il processo di lavorazione laser può essere svolto in molti modi diversi e utilizzare tecnologie diverse.

Le seguenti caratteristiche del processo di lavorazione influenzano il risultato finale:

• velocità di spostamento del raggio
• gas di assistenza
• forma dell’ugello
• distanza di spruzzatura
• posizione del piano focale e lunghezza focale

Velocità di spostamento del raggio

La velocità di spostamento del raggio è fondamentale nel determinare il risultato finale di una lavorazione. Più il materiale è spesso più il laser deve procedere lentamente perché se è troppo veloce non riesce a penetrare il materiale.

In alcuni casi questo principio può essere usato con uno scopo, ad esempio per realizzare le lavorazioni di marcatura e incisione laser.

D’altro canto, se il laser procede troppo lentamente il materiale si riscalda troppo, aumentando la zona influenzata termicamente con conseguente carbonizzazione e danneggiamento del materiale.

La giusta velocità è quella che permette di ottenere la migliore qualità relativamente al risultato desiderato, nel modo più efficiente possibile.

Assist gas

In alcuni processi di taglio l’emissione del laser può essere accompagnata da un getto di gas. Questa tecnica consente di migliorare l’efficienza, la velocità o la qualità della lavorazione.

Fra i gas più utilizzati ci sono l’ossigeno, usato nel taglio dell’acciaio dolce, l’azoto, per il taglio taglio delle leghe di nickel, ma sono anche usati l’elio, l’argon e altri gas inerti, la semplice aria compressa.

Il getto di gas può essere sia coassiale al raggio laser che orientato. La decisione finale dipende dalle caratteristiche che deve avere la lavorazione desiderata.

Forma dell’ugello

L’ugello è il dispositivo mediante il quale il raggio laser è irradiato sulla superficie da lavorare. La sua configurazione ha un’influenza nel determinare le caratteristiche del taglio come la forma, la dimensione e i bordi.

Distanza di spruzzatura

Questo parametro è determinato dalla distanza tra l’ugello e la superficie da lavorare. La distanza di spruzzatura influenza il getto di gas. Un’eccessiva distanza può provocare turbolenze che creano irregolarità nel taglio. Se al contrario l’ugello è troppo vicino al piano di lavoro, eventuali schizzi di materiale fuso possono danneggiare la lente di focalizzazione del laser.

Posizione del piano focale e lunghezza focale

Il laser ha bisogno di essere sempre messo a fuoco sul piano di lavoro. Oltre il punto di focalizzazione infatti il raggio procede in modo divergente. Il punto di messo a fuoco deve quindi essere sempre sulla superficie da lavorare, in modo da ottenere la massima densità energetica e la massima precisione. Controllare questo parametro è quindi fondamentale per ottenere lavorazioni di buona qualità e uniformi lungo tutto il percorso del laser.

Ogni configurazione laser è specifica

In base a quanto abbiamo detto appare evidente che non è possibile standardizzare le applicazioni laser. I materiali da lavorare, le caratteristiche del processo, le caratteristiche tecniche del sistema laser determinano il tipo di configurazione da utilizzare. Contattaci: i nostri esperti potranno aiutarti a capire meglio qual è il sistema laser più adatto alle tue necessità.

La marcatura laser è una delle lavorazioni più diffuse a livello industriale. Nella sua accezione più ampia essa consiste nell’utilizzare il raggio laser per creare dei segni sulla superficie di un materiale.

La marcatura laser è una delle lavorazioni più diffuse a livello industriale. Nella sua accezione più ampia essa consiste nell’utilizzare il raggio laser per creare dei segni sulla superficie di un materiale.

Tali modificazioni sono rese possibili dal fatto che il laser riscalda la temperatura di uno strato di materiale vaporizzandolo all’istante. In questo modo si crea un contrasto visivo tra la parte sottoposta a lavorazione e il resto del materiale.

I laser a CO2 sono i più utilizzati in questo tipo di applicazioni. La loro versatilità su diversi tipi di materiale li rende adatti a eseguire applicazioni di marcatura in ogni settore industriale.

La marcatura laser rientra fra le tecniche più appropriate di galvo scanning. In questo tipo di applicazioni si utilizza una testa di scansione per focalizzare il raggio laser su una superficie. In altre parole la testa di scansione permette una movimentazione del raggio laser mediante gli specchi connessi ai motori galvanometrici, in modo daraggiungere i punti della superficie che devono essere lavorati.

La testa di scansione è fondamentale in questa famiglia di applicazoni. Da essa deriva la grande flessibilità di questo tipo di applicazione. Grazie alla testa di scansione è infatti possibile utilizzare il laser per imprimere qualsiasi tipo di disegno: da semplici codici alfanumerici fino a vere e proprie immagini complesse, per le quali l’utilizzo del laser risulta essere la strategia vincente.

Rispetto ai sistemi tradizionali le applicazioni di marcatura laser hanno diversi vantaggi come:

• pulizia e velocità
• precisione
• versatilità sui materiali
• possibilità di automazione
• rispetto per l’ambiente
• durata nel tempo

I materiali

La versatilità del laser CO2 permette di applicare la marcatura laser a un’ampia gamma di materiali. Il laser ad anidride carbonica interagisce molto bene con materiali a base di carbonio quali ad esempio le termoplastiche, il legno e i suoi derivati, i tessuti e i materiali organici in generale. Ecco una lista dei materiali più utilizzati nelle applicazioni di marcatura laser.

Legno e derivati

Il legno e i suoi derivati sono utilizzati in un gran numero di settori industriali. Che si tratti di packaging o cartellonistica, la marcatura laser può essere usata per applicare vari tipi di disegni e decorazioni. In ogni caso il processo risulta essere veloce ed efficace.

Plastica

Le plastiche e le termoplastiche sono oggi largamente utilizzate per un numero infinito di applicazioni, in particolare nel mondo del packaging e degli imballi. Plastica acrilica, polietilene, poliammide e simili, sono materiali che si sottopongono molto facilmente a marcatura laser con eccellenti risultati.

Metalli

La marcatura laser è molto efficace anche sui metalli: il laser a CO2, sebbene non sia il più adatto alle applicazioni di taglio, è invece perfetto per modificarne la superficie, riuscendo a produrre incisioni molto nette e visibili.

Tessuti e pellami

La marcatura laser è perfetta per la lavorazione di tessuti e pellami. Sia le fibre naturali che quelle sintetiche interagiscono molto bene con il laser a CO2.

Su questi materiali il laser è utilizzato in numerose applicazioni che vanno dalla finitura dei tessuti alla decorazione di capi d’abbigliamento. Il vantaggio principale della marcatura laser è che permette di ridurre notevolmente l’uso di sostanze chimiche e il consumo di acqua che fanno del settore tessile uno dei settori industriali più inquinanti. Ad oggi, il denim è il materiale più trattato dal laser CO2.

Vetro e ceramica

La marcatura laser si presta bene alla decorazione di vetro e ceramica. In questo caso la marcatura laser è utilizzata soprattutto per ladecorazione di oggetti finiti. Una particolare applicazione possibile è la decorazione all’interno del vetro. Grazie alla testa di scansione il laser riesce a raggiungere l’interno dell’oggetto in vetro, creando un’immagine tridimensionale.

Materiali biologici

L’applicazione della marcatura laser su materiali organici è cosa recente. Questi materiali sono ricchi di carbonio e pertanto rispondono in maniera eccellente alla lunghezza d’onda del laser a CO2. Il settore alimentare è uno di quelli che ha scoperto più di recente la marcatura laser che può essere ben sfruttata in questo settore grazie alla sua velocità e per il fatto che si tratta di una lavorazione completamente sterile.

Settori industriali

Questa estrema flessibilità a livello di materiali processabili estende i campi di applicazione della marcatura laser a numerosi settori industriali. Anzi, si può dire che che virtualmente, qualsiasi settore che utilizzi materiali compatibili, può trarre beneficio dalle applicazioni di marcatura laser. Ecco qualche esempio.

Automotive

Nel settore automotive la marcatura laser può essere utilizzata per vari scopi. Un esempio di applicazione è l’uso del laser per rimuovere i poliammidi che ricoprono i fili di rame utilizzati nei circuiti dei motori. Grazie al laser questo processo risulta notevolmente ottimizzato, consentendo un notevole risparmio nel processo produttivo.

Data la flessibilità permessa dal laser e il bassissimo costo di ogni lavorazione, la marcatura laser si presta benissimo a lavorazioni personalizzate e su misura anche in questo settore. Da un punto di vista commerciale questo significa che è ad esempio possibile offrire servizi come la personalizzazione degli interni a un prezzo molto basso e con un grande ritorno economico.

Labeling e packaging

Il settore del packaging è forse quello in cui la marcatura laser trova più applicazioni. Poiché si tratta di un settore nel quale la personalizzazione e l’automazione la fanno da padrone,si riescono bene a sfruttare tutte le potenzialità del laser. Le applicazioni possono essere di diversi tipo: si va dalla decorazione di imballaggi l’incisione di scritte come loghi o come codici identificativi.

Ultimamente sta prendendo sempre più piede l’etichettatura laser dei prodotti alimentari, il cosiddetto natural branding. L’etichettatura laser consiste nel sostituire l’etichetta autoadesiva applicata sui prodotti con un’etichetta incisa direttamente sul prodotto tramite marcatura laser.

Questo metodo di etichettatura consente di ottenere prodotti 100% compostabili e di ridurre l’utilizzo di imballaggi. Da un lato non si utilizzano adesivi composti da sostanze chimiche, dall’altro si riduce il consumo di materiali plastici, potenzialmente inquinanti, soprattutto derivante dallo scarto, non visibile al consumatore, del supporto delle etichette adesive. L’etichettatura laser è stata applicata con successo sia su prodotti freschi con la buccia che su formaggi e salumi.

Produzione di pannelli

La produzione di pannelli informativi è un altro grande ambito di applicazione della marcatura laser. Questa applicazione è molto efficiente sui materiali che più spesso sono impiegati in questa industria come le plastiche acriliche, l’alluminio, il vetro, il legno.

La marcatura laser permette di disegnare loghi con qualsiasi grado di complessità e incidere scritte di qualsiasi tipo e lunghezza.

Rispetto a tecniche tradizionali come la serigrafia o l’incisione, la marcatura laser ha la caratteristiche di essere indelebile e ha quindi una durata notevolmente maggiore, oltre a essere notevolmente più veloce e pulita in fase produttiva.

Industria tessile, della moda e della decorazione d’interni

Negli ultimi anni i designer di tutto il mondo hanno scoperto la marcatura laser. Il laser permette infatti di passare direttamente dalla fase di progettazione alla fase di produzione.

Questa caratteristica lo rende ideale nei settori in cui la sperimentazione creativa è un vantaggio competitivo.

In effetti creare prototipi e sperimentare soluzioni creative è molto più facile se si segue un paradigma di produzione digitale del quale il laser è parte. Dal disegno sul computer al prodotto finito il passo è breve. Inoltre le limitazioni fisiche alla fantasia del designer sono molto più limitate.

Per queste ragioni la marcatura laser trova sempre più applicazione nei settori creativi. Come abbiamo visto prima, il laser può essere utilizzato nel settore tessile per la finitura dei tessuti come ad esempio la colorazione dei jeans ma anche la creazione di motivi ornamentali su tessuti o pellami sia naturali che sintetici destinati all’abbigliamento o alla decorazione di interni.

Anche tappezzerie da parati, tendaggi e tappeti si prestano molto bene all’applicazione di motivi decorativi tramite marcatura laser.

Sempre nell’ambito della decorazione di interni, la marcatura laser è molto utilizzata anche nella decorazione di piastrelle ceramiche che consente infatti di creare a bassissimo costo decorazioni anche molto complesse e originali.

Qual è la tua applicazione?

Come abbiamo visto, la marcatura laser può essere applicata in numerosi settori. Questa tecnologia permette di ottenere importanti vantaggi in termini di velocità e di efficienza del processo produttivo. Permette di rispondere tempestivamente alle richieste di mercati in continua evoluzione.

Noi di El.En. abbiamo una lunga esperienza nella produzione di sistemi laser CO2 per la marcatura. Contattaci se hai in mente un’applicazione che può essere realizzata tramite con i nostri laser: insieme troveremo la soluzione più adatta alle tue necessità.

Una delle domande che riceviamo più spesso riguarda la differenza tra il Laser a Fibra Ottica e il laser a CO2. In effetti sono questi i due tipi di laser più utilizzati nel settore dei laser industriali.

Una delle domande che riceviamo più spesso riguarda la differenza tra il Laser a Fibra Ottica e il laser a CO₂. In effetti sono questi i due tipi di laser più utilizzati nel settore dei laser industriali.

Rispetto al laser a fibra ottica, quello a CO₂ presenta numerosi vantaggi che lo rendono ideale per una vasta gamma di applicazioni.

A ben vedere, entrambi i laser lavorano nello spettro degli infrarossi. Ma, a parte questo aspetto, tra le due tecnologie c’è una differenza sostanziale.

La differenza tra laser a CO2 e laser a fibra

Un tipico laser a fibra ottica lavora a una lunghezza d’onda di 1,064 micrometri. Non tutti i materiali assorbono questa lunghezza d’onda. Questa caratteristica restringe molto il settore di applicazione del laser a fibra che pertanto è utilizzato in settori molto specifici, primo fra tutti il taglio laser dei metalli che richiede la concentrazione di un’altissima potenza.

Le lunghezze d’onda tipiche dei nostri laser CO₂ sono invece 9.3, 10,2 e 10.6 micrometri e queste permettono applicazioni su diversi tipi di materiale. Il laser ad anidride carbonica non è infatti limitato ai soli metalli ma può trattare anche legno, l’acrilico, vetro, carta, tessuti, plastica, film e pellicole, cuoio, pietra, etc.

Grazie a questa caratteristica il laser a CO₂ ha avuto negli ultimi anni una grandissima diffusione nelle applicazioni industriali più disparate. Il Laser CO₂ è il più utilizzato perché è molto più versatile e flessibile rispetto ad altri tipi di laser.

La versatilità non è l’unica caratteristica vantaggiosa del laser a CO₂ rispetto al laser a fibra. Ecco altre caratteristiche che rendono il laser a CO₂ la scelta ideale per la maggior parte delle applicazioni:

• Più preciso nel taglio di materiali spessi: il Laser a CO₂ opera a una lunghezza d’onda più ampia quindi è più adatto del Laser a Fibra Ottica per lavorare materiali spessi, dove lascia una finitura superficiale molto più liscia
• Qualità uniforme: la qualità è la stessa su tutti i materiali a differenza del Laser a Fibra Ottica che può risultare leggermente diversa a seconda della densità del materiale lavorato
• Velocità di taglio in linea retta: un Laser CO₂ è più veloce nel taglio in linea retta, oltre ad avere un tempo di penetrazione più rapido una volta che il taglio è stato iniziato
• Possibilità di controllo: il laser a CO₂ può lavorare con materiali di spessore diverso. La completa controllabilità dei parametri di potenza e durata permette di adattare il raggio laser alle specifiche tecniche del materiale.
• Maggior sicurezza: la luce emessa dal laser a CO₂ non ha una lunghezza d’onda accecante quindi la messa in sicurezza dell’impianto è semplificata
• Facilità di implementazione: il laser a CO₂ consente di creare macchine leggere e compatte, capaci di soddisfare tutte le necessità produttive, anche quelle di dimensioni più contenute.

Laser a CO₂: versatilità e affidabilità

In base a quanto abbiamo scritto, appare evidente che la scelta tra laser a fibra e laser ad anidride carbonica dipende dal tipo di applicazione. Le qualità chimiche del materiale e dai requisiti tecnici della produzione sono determinanti nella scelta della tecnologia.

La differenza nei materiali laserabili è una delle più importanti. Se il laser a fibra è particolarmente efficace sui metalli, il laser a CO₂ offre molta più versatilità e controllo. Permette di lavorare la maggior parte dei materiali plastici e tutti i materiali organici ma è utilizzabile anche sui metalli per operazioni di trattamento superficiale e di marcatura laser. Ha inoltre una lunga storia di applicazioni industriali, che lo rendono uno strumento di lavoro affidabile e sicuro.

Il laser a CO₂ è quindi la scelta migliore nella maggior parte delle applicazioni industriali. Se hai in mente una lavorazione che potrebbe essere svolta tramite laser a CO₂ contattaci, troveremo l’applicazione più adatta alle tue esigenze.

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

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

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

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

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

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

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

Pensare come un laser

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

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

Versatilità

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

Precisione

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

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

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

Pulizia

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

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

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

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

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

Velocità

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

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

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

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

Mancanza di contatto

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

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

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

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

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

Negli ultimi anni il settore dei materiali abrasivi flessibili ha visto una sempre maggiore adozione del laser a CO2 come strumento di lavoro. La tecnologia laser a CO2 permette di eseguire lavorazioni avanzate e pertanto di creare prodotti di nuova generazione, adatti ai processi e ai settori più innovativi.

Negli ultimi anni il settore dei materiali abrasivi flessibili ha visto una sempre maggiore adozione del laser a CO₂ come strumento di lavoro. La tecnologia laser a CO₂ permette di eseguire lavorazioni avanzate e pertanto di creare prodotti di nuova generazione, adatti ai processi e ai settori più innovativi.

La produzione dei dischi abrasivi è un perfetto esempio di questo processo. Una delle caratteristiche più apprezzate di un disco abrasivo è la sua capacità di favorire l’eliminazione dei detriti dalla superficie di lavoro. Per avere le caratteristiche richieste si creano dei fori sul disco che ne facilitano l’espulsione. Per essere efficaci i fori devono avere una determinata dimensione, devono essere distribuiti uniformemente e con precisione sul disco\, devono avere una specifica densità superficiale.

Ora\, nel settore della produzione dei dischi abrasivi gli strumenti più utilizzati sono lame e fustelle, cioè strumenti di lavoro meccanici. Il vantaggio principale di questi strumenti è che hanno dei costi di acquisizione e di produzione molto bassi.

Tuttavia la produzione di abrasivi con le fustelle ha anche diversi svantaggi:

• La precisione è limitata, perché per motivi tecnici lame e fustelle non possono eseguire lavorazioni sotto a un certo diametro, con spaziature strette o con disposizioni particolari. Pertanto gli abrasivi prodotti con i metodi meccanici difficilmente possono raggiungere i livelli di ottimizzazione richiesta dalle applicazioni più avanzate.
• il contatto meccanico espone l’oggetto lavorato al rischio di deformazione. I dischi prodotti con le fustelle risultano spesso deformati dalla pressione della stessa sul foglio matrice. Di conseguenza il disco acquisisce una forma concava o convessa e la sua efficacia diminuisce, perché la superficie abrasiva utile è minore
• la lavorazione meccanica degli abrasivi presenta un problema legato ai costi di manutenzione degli strumenti di lavoro, infatti, i materiali abrasivi usurano molto velocemente gli strumenti di taglio. I costi di manutenzione sono pertanto elevati perché è necessario sostituire spesso gli strumenti.
• la variazione delle sagome tagliate prevede l’acquisizione di un nuovo utensile, di conseguenza per ogni modifica sul taglio del materiale significa creare uno strumento diverso.

Il laser per la fabbricazione degli abrasivi

Il laser a CO₂ è un mezzo di produzione ottimale per gli abrasivi flessibili, in quanto permette di superare questi svantaggi. Negli ultimi anni i costi di questa tecnologia si sono abbassati, e pertanto la fabbricazione mediante laser a CO₂ si è diffusa nel settore.

I vantaggi del laser nel taglio degli abrasivi sono i seguenti:

• permette di definire con grande precisione le caratteristiche del lavoro da eseguire, come la posizione, la distribuzione e il diametro dei fori, che può essere anche molto piccolo. Il laser è pertanto adatto a eseguire tutte le lavorazioni avanzate richieste dal mercato con un’elevata precisione.
• è un processo non a contatto quindi i rischi di deformazione del materiale sono pressoché nulli. I dischi abrasivi prodotti con il laser sono molto più efficienti rispetto ai dischi abrasivi prodotti con i metodi meccanici
• per lo stesso motivo del punto precedente, i costi di manutenzione sono molto bassi. I laser non si usurano nella lavorazione degli abrasivi perché non si realizza il contatto fra strumento di lavoro e materiale.
• grazie all’utilizzo del laser, è possibile modificare totalmente o in parte la sagoma da tagliare modificando il file associato alla lavorazione tramite l’utilizzo di un software associato, senza il tempo ed il costo dell’approvvigionamento di un nuovo utensile meccanico.

Un settore molto promettente

Queste sono solo alcune delle applicazioni possibili nel campo degli abrasivi, ma ognuna ha le sue caratteristiche e le sue necessità. La lavorazione laser degli abrasivi è un campo di applicazione del laser molto promettente. Le nostre sorgenti laser a CO₂ combinate con le nostre teste di scansione galvanometriche, sono ideali per questo tipo di applicazione: potenti, efficaci e precise, si integrano facilmente in sistemi di produzione già esistenti o in macchine di nuova concezione in ottica digital converting e sono perfettamente integrabili in una catena produttiva per un industria 4.0. I nostri esperti sono a disposizione per darti qualsiasi informazione: contattaci e troveremo una soluzione adatta alle tue esigenze.

La lavorazione laser dei materiali è stata una rivoluzione nel mondo industriale. Ha portato alle industrie sia miglioramenti quantitativi — come ad esempio lavorazioni più veloci, sia miglioramenti qualitativi — come ad esempio la possibilità di creare prodotti personalizzati e dall’alto valore aggiunto, anche su piccola scala.

La lavorazione laser dei materiali è stata una rivoluzione nel mondo industriale. Ha portato alle industrie sia miglioramenti quantitativi — come ad esempio lavorazioni più veloci, sia miglioramenti qualitativi — come ad esempio la possibilità di creare prodotti personalizzati e dall’alto valore aggiunto, anche su piccola scala.

Il settore del packaging ha colto subito le possibilità di innovazione offerte dall’utilizzo del laser. Gli imballaggi sono fondamentali per il confezionamento di una vasta gamma di prodotti. Rappresentano un mercato fondamentale\, nel quale il laser sta prendendo piede.

Gli imballaggi sono dei prodotti molto particolari, che svolgono diverse funzioni:

• In primo luogo hanno una funzione protettiva: gli imballaggi devono proteggere il prodotto dagli agenti esterni\, soprattutto quando si tratta di prodotti alimentari, per evitare il deterioramento e garantire l’integrità.
• In secondo luogo hanno una funzione estetica: gli imballaggi devono convincere il consumatore a scegliere il prodotto sullo scaffale di un supermercato. In un mondo sempre più ricco di beni, il packaging è a volte l’unico fattore distintivo di un prodotto.
• In terzo luogo\, svolge una funzione informativa: gli imballaggi devono riportare sulla confezione informazioni utili al consumatore come ingredienti, date di scadenza, lotti di produzione e codici a barre.
• Infine c’è una funzione pratica: il packaging deve rendere il prodotto facile da maneggiare e da usare. Grazie al taglio laser gli imballaggi possono essere progettati in modo tale da facilitare l’utilizzo del prodotto stesso. Un esempio sono le confezioni easy-opening come nelle buste per alimenti, o anche di easy cutting, come per i vasetti di yogurt.

Grazie al laser è perciò possibile realizzare packaging funzionali e innovativi.

Perché il packaging lavorato tramite laser

La flessibilità dei processi produttivi basati su laser permette una grande varietà di sperimentazione nelle lavorazioni. Il laser, e in particolare il laser a CO2, raggiunge la massima efficienza sui materiali più comunemente utilizzati nel mondo del packaging come ad esempio:

• carta e cartone: utilizzati per produrre scatole e confezioni, questi materiali possono essere tagliati, marcati e perforati. I produttori possono così creare scatole dalle forme originali, capaci di far percepire le qualità astratte del prodotto
• legno e derivati: come, ad esempio lo MDF, sono utilizzati per creare packaging innovativi. Un esempio sono le casse utilizzate per distribuire i prodotti ortofrutticoli
• plastica e derivati: i polimeri termoplastici in pellicola come il polipropilene, il polietilene e il PET sono fra i materiali più usati per confezionare i prodotti. Il laser permette di tagliarli, marcarli e perforarli al fine di adattarli alle esigenze più disparate. Le plastiche alimentari traggono grande vantaggio da questa applicazione. Si possono ad esempio perforare i contenitori, per regolare il passaggio di aria o creare dei sistemi filtranti, ma anche tagliare le vaschette in forme complesse. Altre applicazioni in questo settore includono il taglio di film e pellicole plastiche utilizzate per realizzare imballaggi di vario tipo, inclusi i film plastici alluminati

Il secondo motivo per cui il laser è perfetto per il settore del packaging sono le possibilità offerte dall’automazione. I vantaggi di un processo di fabbricazione interamente digitalizzato e automatizzato sono notevoli. Il processo automatizzato abbatte la possibilità di errori, permette di apportare modifiche facilmente in tempo reale, garantisce un’estrema uniformità di risultati, oltre ad avere caratteristiche standard e ripetibili.

Immaginate ad esempio di essere un produttore di componenti in plastica da destinare all’industria automobilistica. Con un workflow di fabbricazione digitale potrete automaticamente incidere con il laser un lotto di produzione sulla confezione di un pezzo, centralizzare le informazioni con un database, avere un sistema che vi permette di tracciare tutta la logistica, dalla produzione al cliente finale. E, in caso di difetti o malfunzionamenti, potreste risalire al lotto di produzione e ad altre informazioni semplicemente con una ricerca nel vostro database.

Le lavorazioni laser nel settore del packaging

Molti dei vantaggi delle lavorazioni al laser sono una conseguenza del fatto che il laser è una lavorazione non a contatto. Per eseguire la lavorazione, il laser è utilizzato come una fonte di energia che, concentrata su una determinata area del materiale, ne provoca la trasformazione. In questo modo mediante i sistemi laser si possono realizzare numerose lavorazioni. Di seguito le principali.

Taglio laser

Nel taglio laser il raggio vaporizza una porzione di materiale secondo un percorso definito. La qualità finale del taglio dipende dal materiale. Per la maggior parte dei materiali il taglio eseguito al laser CO2 crea dei bordi estremamente puliti. Il pezzo finale non ha bisogno di ulteriori rifiniture ed è pronto all’uso.

Il taglio laser essere utilizzato per ritagliare finestre e aperture su una confezione, per creare dettagli come aperture a strappo, linguette easy open, sistemi di filtraggio, per ritagliare pezzi di confezioni da assemblare.

Marcatura e incisione laser

Marcatura e incisione laser utilizzano il laser per imprimere un segno su un materiale. Le due lavorazioni sono molto simili.

Si parla di marcatura laser quando la trasformazione del materiale avviene solo superficialmente. Si parla di incisione laser quando la trasformazione del materiale va più in profondità.

Nel primo caso il segno, anche se indelebile, deriva da una decolorazione del materiale. Nel secondo caso il segno è molto più profondo ed è possibile ottenere anche una sensazione tattile sull’incisione.

I produttori impiegano la marcatura e l’incisione laser sulle confezioni. Il laser permette di incidere i loghi del produttore in maniera indelebile e con notevole dettaglio. Possono essere applicate le date di scadenza o lotti di produzione sulle confezioni, sfruttando le capacità di automazione permesse dal laser.

Perforazione e microperforazione laser

Le macchine per la perforazione utilizzano il laser per creare dei fori su un materiale. Tipicamente i fori sono eseguiti su dei fogli o delle lastre di materiale, ma anche pezzi finiti possono essere perforati.

I fori possono avere le dimensioni più disparate. Anzi, la possibilità di variare le dimensioni dei fori, di adattarle precisamente allo scopo, è propriamente il vantaggio del perforare i materiali tramite laser.

Si parla di microperforazione laser quando i fori hanno dimensioni microscopiche. La perforazione e la microperforazione laser hanno numerose applicazioni nel settore del packaging.

La perforazione laser può essere utilizzata per creare sulle confezioni membrane filtro e altri dettagli come ad esempio fori di traspirazione per le vaschette alimentari. La microperforazione laser può essere utilizzata per creare confezioni nelle applicazioni di confezionamento in atmosfera condizionata. In questo caso la microperforazione può essere utilizzata per calibrare il packaging al prodotto e aumentarne quindi la durata nel corso del tempo. La lavorazione dei film plastici flessibili trae grande vantaggio da questa applicazione che permette di creare incarti capaci di allungare notevolmente la vita del prodotto.

Un settore in continua evoluzione

Grazie al laser è possibile realizzare lavorazioni perfettamente calibrate sul risultato che si vuole ottenere. Molte delle applicazioni possibili del laser non sono state ancora sperimentate: c’è tutto un mondo da scoprire. L’applicazione che potrebbe cambiare il tuo modo di produrre e fare svoltare la tua azienda potrebbe essere a portata di mano.

Noi di El.En. abbiamo più di 35 anni di esperienza nel corso dei quali abbiamo sperimentato migliaia di applicazioni del laser sul packaging. Se lavori in questo settore e stai cercando la tua prossima applicazione personalizzata contattaci e spiegaci i dettagli della tua lavorazione. Ti aiuteremo a costruire la soluzione ideale per la tua applicazione!

La marcatura laser è diventata uno standard in molti settori industriali. I suoi vantaggi sono la flessibilità, il numero di materiali che possono essere sottoposti a marcatura, la facilità con cui il processo può essere modificato, la velocità, la qualità del segno prodotto e il basso impatto ecologico.

La marcatura laser è diventata uno standard in molti settori industriali. I suoi vantaggi sono la flessibilità, il numero di materiali che possono essere sottoposti a marcatura, la facilità con cui il processo può essere modificato, la velocità, la qualità del segno prodotto e il basso impatto ecologico.

La stragrande maggioranza delle applicazioni di marcatura laser ha come obiettivo l’identificazione dei prodotti e delle componenti. Questo ruolo è tradizionalmente svolto da etichette di vario tipo, stampate o incise e in seguito applicate sui prodotti. La marcatura laser sostituisce le etichette e permette di incidere le informazioni direttamente sul prodotto o sulla componente da identificare.

Come funziona il processo di marcatura laser

La marcatura laser avviene tramite l’interazione del raggio laser con la superficie del materiale da marcare. Questa interazione innesca un processo di ablazione, tramite il quale è asportato uno strato superficiale di dimensione variabile. Il risultato finale dipende dal materiale sottoposto a marcatura e dal tipo di laser utilizzato. Il laser a CO2 è quello più utilizzato nei processi di marcatura laser perché può essere applicato su numerosi materiali.

Quali informazioni si possono marcare

Il laser permette di incidere qualsiasi informazione sui prodotti. Le informazioni più comunemente incise mediante marcatura laser sono:

• codici a barre
• QR codes
• sequenze di caratteri alfanumerici
• lotti di produzione e date di scadenza
• informazioni sul copyright
• loghi del produttore
• loghi di conformità

I vantaggi dell’etichettatura laser

Attualmente i modi per applicare informazioni sui prodotti sono principalmente di tre tipi:

• Stampa a inchiostro. Consente di stampare codici alfanumerici per mezzo di una stampante a matrice di punti. Questo tipo di applicazione è utilizzata su prodotti organici che potrebbero essere danneggiati dal calore generato dal laser. Tuttavia negli ultimi anni si è visto che il laser può essere utilizzato con successo anche per etichettare frutta, verdura e altri materiali biologici. Anche se la stampa a getto d’inchiostro consente un’elevata produttività i principali difetti sono che che la durata del segno dipende dal tipo di materiale su cui è applicato, i costi di manutenzione del sistema possono anche essere molto alti.
• Punzonatura. Consente di imprimere segni per mezzo della deformazione plastica del materiale. I segni impressi sono molto evidenti e difficili da manomettere. Può essere applicata su etichette metalliche da applicare, ma non è adatta per le applicazioni di marcatura diretta sul componente da etichettare. Per essere realizzata richiede l’utilizzo di matrici e fustelle, con costi di manutenzione molto elevati. Modificare le informazioni da stampare è costoso.
• Etichette autoadesive. Si stampano le informazioni su un’etichetta autoadesiva che poi viene applicata al prodotto. Le etichette sono poco rispettose dell’ambiente in quanto per la produzione dell’etichetta si ha uno scarto del supporto dello strato adesivo elevato che deve essere smaltito.

Rispetto a questi sistemi di marcatura, la creazione di etichette mediante tramite marcatura laser ha indubbi vantaggi.

• Qualità. I segni realizzati dal laser sono perfettamente definiti. Inoltre non sbiadiscono anche se il prodotto è sottoposto a un utilizzo intenso. In tal senso il laser è ideale per le applicazioni in cui è necessario prevenire la contraffazione.
• Costi. Se da un lato è vero che il laser richiede un maggiore investimento iniziale rispetto agli altri metodi\, è anche vero che permette un notevole risparmio sui costi della manutenzione e della lavorazione. Il laser è vantaggioso se è utilizzato in contesti produttivi che ne favoriscano i suoi punti di forza come l’elevata personalizzazione, la gestione automatizzata dei processi e la richiesta di risultati ad alta precisione.
• Flessibilità. Le informazioni da imprimere possono essere modificate e aggiornate molto velocemente senza che questo comporti spese per adattare lo strumento di lavoro. I tempi di sostituzione dell’attrezzatura e preparazione della macchina sono praticamente azzerati. La marcatura laser permette di incidere scritte anche nelle aree concave del pezzo che sarebbero inaccessibili alle tecnologie convenzionali.
• Rispetto dell’ambiente. Le etichette marcate direttamente sul prodotto mediante laser sono più eco-friendly delle etichette tradizionali poiché si riduce notevolmente il consumo di plastica usata per la realizzazione delle etichette stesse nonché i costi legati allo smaltimento del supporto inutilizzato.
• Efficienza. Le informazioni rappresentate sulle etichette possono essere immediatamente elaborate digitalmente. In tal modo ad esempio è possibile pensare a una gestione della tracciabilità dei pezzi lavorati molto elevata. La marcatura laser delle etichette può inoltre essere realizzata anche sui pezzi in movimento.

Le applicazioni

Abbiamo già parlato in diverse occasioni su questo blog della marcatura laser.

Si va da quelle tradizionali come la marcatura di parti e componenti a quelle più avanzate come la marcatura degli alimenti. Gli esempi in quest’ultimo ambito sono numerosi:

• incisione di codici su gusci di uova di gallina: questo caso di studio mostra come la marcatura laser possa sostituire la stampa a inchiostro sui gusci delle uova di gallina
• marcatura laser di salumi e formaggi: formaggi e salumi possono essere marcati facilmente con il laser. In questa applicazione la marcatura laser sostituisce la marcatura a caldo
• marcatura laser di frutta e verdura fresche: in questa applicazione si usa la marcatura laser per incidere informazioni e loghi direttamente sulla superficie di frutta e verdura. In questo caso la marcatura sostituisce le etichette autoadesive

Altri esempi di applicazione includono:

• automotive: incisione di parabrezza, identificazione delle componenti delle automobili
• oggettistica: impressione di informazioni sul prodotto
• elettronica: marcatura su silicio di circuiti integrati
• ingegneristica: marcatura di componenti di costruzione

Qual è la tua applicazione?

A questo punto ti starai chiedendo in che moso la marcatura laser per l’etichettatura può aiutare la tua azienda. Per rispondere a questa domanda puoi contare sulla nostra esperienza. El.En. ha un team di esperti che ti aiuterà a scegliere il sistema laser più giusto per te. Le nostre sorgenti laser e i nostri sistemi di scansione sono utilizzati in tutto il mondo e aiutano migliaia di aziende a creare prodotti di alta qualità. Contattaci per saperne di più.

Le operazioni di sverniciatura sono da sempre costose. Rimuovere la vernice da un oggetto, soprattutto se con una grande superficie verniciata, richiede molte ore di lavoro. Nella maggior parte dei casi il lavoro di sverniciatura viene eseguito mediante l’uso di solventi e comporta il consumo di acqua e di altre risorse, con grande danno per l’ambiente.

Le operazioni di sverniciatura sono da sempre costose. Rimuovere la vernice da un oggetto, soprattutto se con una grande superficie verniciata, richiede molte ore di lavoro. Nella maggior parte dei casi il lavoro di sverniciatura viene eseguito mediante l’uso di solventi e comporta il consumo di acqua e di altre risorse, con grande danno per l’ambiente e per la salute degli operatori.

Un’alternativa alla sverniciatura tradizionale è la sverniciatura laser, un metodo efficace, veloce ed ecologico di rimuovere la vernice da una superficie.

I metodi tradizionali di rimozione della vernice

Sin dall’antichità si utilizzano le vernici per ricoprire la superficie degli oggetti. La loro funzione è duplice in quanto da un lato proteggono dall’usura il materiale che ricoprono, dall’altro contribuiscono fortemente a caratterizzare l’estetica dell’oggetto.

Non c’è praticamente settore industriale che non faccia uso di vernici. Tuttavia, in alcuni settori la verniciatura rappresenta una parte determinante del processo produttivo.

È il caso ad esempio del settore dei trasporti, i cui oggetti – aeroplani, navi o treni – presentano grandi superfici verniciate.

Questi velivoli sono spesso sottoposti a operazioni di riverniciatura o per manutenzione straordinaria o per il cambio di livrea, ad esempio nel caso di un passaggio di proprietà di un velivolo.

Per rimuovere la vernice si utilizzano tradizionalmente metodi chimici e fisici, cioè usando solventi o mediante sfregamento che, oltre a non limitarsi a rimuovere unicamente lo stato superficiale, hanno anche altri inconvenienti:

• utilizzo di sostanze altamente inquinanti
• necessità di mascherare le componenti più delicate dei mezzi
• necessità di risciacquo completo delle sostanze con consumo di acqua
• produzione di scarti e vapori chimici potenzialmente tossici per gli operatori e per l’ambiente

Le sverniciatura laser permette di superare questi inconvenienti, trasformando la sverniciatura in un processo veloce, efficace e preciso.

Il processo di sverniciatura laser

Il processo di sverniciatura mediante laser consiste nell’irradiare la superficie verniciata con un raggio laser che vaporizza lo strato di vernice.

La vernice viene rimossa in modo praticamente istantaneo grazie a un processo di sublimazione. Rispetto ai metodi tradizionali quindi, la sverniciatura laser ha il vantaggio di essere molto veloce. In poche ora è possibile sverniciature decine di metri quadrati di superficie con un consumo di risorse pari solo al consumo elettrico del sistema.

Non c’è uso di solventi o di altre sostanze chimiche dannose per la salute. Basta dirigere il laser sulla superficie da lavorare e in qualche secondo la vernice è rimossa.

La tecnologia adatta alla sverniciatura laser

Definire nei dettagli la tecnologia adatta a un sistema di sverniciatura laser è difficile senza conoscere il contesto concreto di utilizzo. Le componenti fondamentali di un sistema di questo tipo sono la sorgente laser e la testa di scansione.

Teoricamente la scelta della sorgente laser dipende dalla composizione chimica della vernice da rimuovere. Come è noto ogni materiale assorbe più o meno bene una determinata lunghezza d’onda. La sorgente laser più efficiente è quella con la lunghezza d’onda che è assorbita meglio da un determinato materiale.

Tuttavia bisogna fare una considerazione importante. Non è infatti pensabile di creare una macchina per la sverniciatura efficace solo su un tipo di vernice. Una macchina per la sverniciatura laser deve essere in grado di rimuovere il maggior numero di vernici presenti sul mercato.

Il laser a CO2 offre il migliore compromesso tra affidabilità e versatilità. Una sorgente laser ad anidride carbonica è quindi lo strumento più adatto a questa applicazione. La lunghezza d’onda di 10\,6 micrometri è infatti efficace sulla maggior parte delle vernici presenti in commercio in quanto viene assorbita in maniera ottimale. Può rimuovere sia le vernici bianche che quelle colorate, senza danneggiare la superficie sottostante.

La testa di scansione è l’altro elemento fondamentale di un sistema per la sverniciatura laser. Questo dispositivo serve a fare arrivare il laser sulla superficie e a mantenerlo sempre focalizzato su un’area di lavoro. La testa di scansione permette di dirigere il laser in maniera precisa su una determinata superficie, rendendolo uno strumento di lavoro estremamente preciso.

La scelta della testa dipende oltre che dal laser utilizzato, anche dalla superficie che si vuole coprire. Per grandi superfici servono teste di scansione capaci di coprire ampie aree di lavoro. La testa di scansione El.En. 1770HR riesce a coprire un’area con un massimo di 2300 x 2300 millimetri per questo tipo di lavorazione che non necessitano di uno spot limitato.

La sorgente laser e la testa di scansione sono le componenti fondamentali di un sistema laser per la sverniciatura. Tuttavia l’implementazione è fortemente guidata dal contesto di utilizzo. Le possibilità sono infinite e ogni applicazione richiede lo studio di sistema dedicato. Contattare i nostri tecnici è il modo migliore per scoprire quali siano le possibilità offerte da questa applicazione.

Il vetro è uno dei materiali che può essere sottoposto a lavorazione industriale a laser a CO2. Le principali lavorazioni eseguibili sono la marcatura e il taglio laser. In questo articolo vedremo le principali caratteristiche del vetro come materiale laserabile e le possibili applicazioni di marcatura del vetro.

Il vetro è uno dei materiali che può essere sottoposto a lavorazione industriale a laser a CO2. Le principali lavorazioni eseguibili sono la marcatura e il taglio laser. In questo articolo vedremo le principali caratteristiche del vetro come materiale laserabile e le possibili applicazioni di marcatura del vetro.

Qual è la composizione del vetro?

Il vetro è un materiale di origine naturale, composto principalmente da silice (SiO2). La produzione prevede di riscaldare questo materiale fino al punto di fusione e farlo solidificare nuovamente. Da questo processo si ottiene il vetro, un materiale trasparente e dall’ottima resistenza alla corrosione.

Accanto a questo caratteristiche, il vetro ha anche alcuni difetti. I principali sono la sua fragilità e la sua scarsa resistenza alla dilatazione termica.

I tipi di vetro laserabile

Proprio per queste sue caratteristiche, sottoporre il vetro a lavorazione laser richiede qualche accortezza. Le possibilità di lavorare il vetro con il laser dipendono in definitiva dalla composizione del vetro e dal tipo di produzione.

Composizione

La maggior parte dei vetri disponibili in commercio non è composta soltanto da silice. A questo materiale vengono aggiunti altri composti che modificano le proprietà del vetro e lo rendono adatto ai diversi utilizzi.

L’aggiunta di sostanze alla composizione modifica però la “laserabilità” del materiale. Se ad esempio al vetro sono stati aggiunti metalli esso non può essere sottoposto alla lavorazione al laser. Un esempio classico sono i vetri-cristallo, cioè dei vetri nella cui composizione è presente una percentuale di piombo, allo scopo di aumentarne la trasparenza.

Produzione

La maggior parte dei vetri è prodotta industrialmente. Tuttavia, esiste anche una produzione di oggetti in vetro artigianali il cui costo è maggiore, per ovvie ragioni.

Il vetro industriale ha una struttura più uniforme e che pertanto si presta meglio a essere sottoposto a lavorazione laser. Il vetro artigianale invece si presta meno a essere lavorato con il laser. In questo caso proprio la lavorazione artigianale può determinare delle incoerenze nella composizione e nella struttura come ad esempio microfratture che, se sottoposte al calore generato dal laser, potrebbero spezzare il vetro.

Come funziona la lavorazione laser del vetro

A differenza degli altri materiali, nei quali la modificazione del materiale avviene per sublimazione, il vetro funziona in modo diverso. Come abbiamo detto in precedenza, caratteristica del vetro è la sua scarsa sopportazione della dilatazione termica. Quando il vetro è sottoposto al laser si producono delle fratture a livello microscopico che hanno come risultato la realizzazione di una marcatura o di un taglio.

Come avviene questo processo? All’interno del vetro restano intrappolate delle microbolle di aria. Quando il laser raggiunge la superficie la riscalda causa la dilatazione di queste bollicine. Dato che il vetro non ha flessibilità, questa dilatazione provoca le microfratture di cui abbiamo parlato in precedenza e quindi produce la lavorazione desiderata.

La marcatura al laser CO2 su vetro

La marcatura al laser è una delle operazioni più comuni eseguite sul vetro. I principali ambiti di applicazione riguardano la decorazione e l’incisione di codici e altre informazioni.

Rispetto ai processi tradizionali, la produzione al laser presenta indubbi vantaggi in termini di pulizia, risparmio e possibilità applicative.

A seconda del tipo di vetro il processo di marcatura può avvenire in diversi modi.

Vetro sodio-calcico

Il vetro sodo-calcico è la tipologia di vetro più comune. Utilizzata la produzione di finestre, bottiglie, stoviglie in vetro e altri oggetti di uso comune, si presta bene alla lavorazione al laser.

Su questo tipo di vetro la marcatura si ottiene attraverso la generazione di migliaia di microfratture sulla superficie del vetro. Lo shock termico provoca la dilatazione del vetro che, essendo un materiale rigido, si frattura. Si ottiene così un segno opaco dall’aspetto satinato, abbastanza simile alle lavorazioni eseguite con i metodi tradizionali ma a costi molto più bassi.

Alcuni esempi di applicazione sono da ricercare nell’industria della decorazione (decorazione di bicchieri e stoviglie in vetro, di vetri per finestre, di vetri da interni in genere), nell’industria automobilistica (incisione di codici identificativi sui vetri delle automobili), nella produzione di vetreria da laboratorio (incisione di scale graduate).

Vetro al quarzo

Il vetro al quarzo è ottenuto dalla fusione del quarzo anziché della silice. Le sue caratteristiche sono l’elevata resistenza alle temperature, l’ottima trasmissibilità ottica e l’elevata resistenza alla corrosione.

La lavorazione del vetro al quarzo tramite laser a CO2 avviene tramite fusione superficiale. La fusione del materiale modifica la struttura reticolare del vetro, cambiando la rifrazione della luce rispetto al resto della superficie, con conseguente riconoscibilità del segno.

Vetro boro-silicato

Il vetro borosilicato, noto anche con il nome commerciale di Pyrex, è ottenuto aggiungendo alla silice minerali come il boro insieme ad altri composti. La reazione chimica che ne consegue produce un vetro dall’eccellente resistenza alla dilatazione termica. Per questo motivo è molto usato nella produzione di stoviglie e oggetti da forno.

Il vetro borosilicato può essere sottoposto a marcatura tramite laser a CO2.