LA TECNOLOGIA LASER FIBRA PER LA LAVORAZIONE METALLI

LA SORGENTE LASER FIBRA

Nei laser a fibra il fascio è prodotto da una sorgente laser e amplificato da fibre di vetro appositamente montate, alle quali l’energia viene fornita da diodi di pompaggio; la lunghezza d’onda dei laser a fibra è di 1 μm. I principali vantaggi del taglio laser in fibra includono una maggiore efficienza rispetto ai laser CO2, la capacità di tagliare metalli non conduttivi come ottone e rame, maggiore velocità e basse esigenze manutentive.

TAGLIO LASER IN FIBRA OTTICA: COSA È?

Si tratta di una tecnologia altamente efficiente e precisa, in grado di dirigere il fascio di luce sul materiale e, attraverso un controllo computerizzato, di focalizzarlo adeguatamente per il taglio.

In questo modo è possibile ottenere un profilo tagliato con assoluta precisione e di eccezionale qualità. Le macchine per il taglio laser sono generalmente composte dalla testa di taglio (o oscillatore), da un sistema di assi su cui è installata la testa o il braccio robotico, da una struttura schermante progettata per evitare che il raggio sfugga al controllo e provochi incidenti agli operatori, dal controllo numerico per controllare la lavorazione e dal software per gestire le funzioni.

La tecnologia del taglio laser viene applicata a diversi materiali, come lamiere, tubi e materiali strutturali. A seconda della lavorazione richiesta – lamiere piatte, strutture tridimensionali o forme cilindriche come i tubi – varia la struttura del supporto del pezzo e il suo bloccaggio, con mandrini portapezzo, pinze di serraggio o tavole di avanzamento. Infine, le macchine per il taglio laser possono operare singolarmente o all’interno di linee costituite da magazzini automatici, sistemi di carico e scarico o in sistemi combinati che consentono di lavorare sia lamiere piane che tubi.

I VANTAGGI DEL TAGLIO LASER FIBRA.

Il taglio laser è netto, questo perché i raggi di luce che effettuano il taglio non si consumano e nessun residuo di particelle può contaminare il materiale lavorato.

Oggi più che mai la tecnologia laser è una scelta valida e sempre più diffusa, capace di essere anche trenta volte più veloce del taglio meccanico. La scelta di utilizzare una sorgente laser nell’industria della lamiera ha permesso di raggiungere livelli di precisione senza precedenti, con tagli puliti e accurati essenziali per la produzione di prodotti finiti ad alto valore aggiunto.

LASER IN FIBRA: DOVE VIENE UTILIZZATO?

La flessibilità applicativa del laser in fibra consente di soddisfare le molteplici esigenze di diversi settori industriali, in particolare quando è richiesta un’elevata precisione dimensionale e un ridotto impatto termico durante il processo di taglio.

Grazie alla sua versatilità, può essere utilizzato in un’ampia gamma di settori: strutturale ed edilizio, arredamento e design, aerospaziale, oil & gas, ferroviario, navale e automobilistico, orafo, medicale, comunicazione visiva, meccanica specializzata, ingegneria.

I METALLI CHE SI LAVORANO CON IL LASER FIBRA

Acciaio a basso tenore di carbonio: si presta molto bene ad essere tagliato al laser sia con gas inerte sia, in particolare, assistito ossigeno.

Acciaio ad alto tenore di carbonio e acciai legati possono essere tagliati con il laser: occorre prestare attenzione alle strutture estremamente dure o fragili che formano in prossimità del solco a causa del ciclo termico non controllato che può compromettere la piegabilità della lamiera tagliata.

Lamiere zincate

Rame, Bronzo, Ottone

Leghe di alluminio: si prestano bene ad essere tagliate mediante laser, con gas azoto anche se spesso si optano soluzioni miste. Particolare attenzione alla riflettanza di alcuni materiali e quindi al rischio che il raggio laser rimbalzi e ritorni indietro alla sorgente danneggiandola (alluminio, rame, bronzo, ottone).

Acciaio inossidabile austenitico: può essere tagliato agevolmente mediante laser in particolare utilizzando azoto ad alta pressione; più raro è l’impiego del taglio assistito ossigeno in quanto non offre notevoli incrementi di velocità e possono nascere problemi di resistenza alla corrosione.

GAS AUSILIARI USATI

I gas più utilizzati per allontanare il materiale fuso dal solco sono:

L’AZOTO (N2) permette la realizzazione di un taglio di buona qualità, con una striatura laterale molto contenuta.

Nel taglio laser assistito con l’ OSSIGENO (O2) il gas di processo reagisce con il materiale metallico in lavorazione generando la reazione di ossidazione e producendo ossido metallico; ciò rilascia una quantità di energia aggiuntiva rispetto a quella del fascio laser che contribuisce a fondere il materiale. Rispetto alla tipologia precedente il vantaggio è di poter disporre di maggior potenza e di conseguenza poter lavorare su superfici più spesse. Di contro le parti generate sono rivestite da un sottile strato di ossido metallico e sono geometricamente più irregolari che nel caso del taglio con gas inerte azoto.

L’ Azoto si impiega per: Inox, alluminio, rame, bronzo, zinco, ottone:

L’ Ossigeno si impiega per: Ferro normale e maggiori spessori.

LAVORAZIONE TUBI E PROFILATI

Il laser può essere impiegato anche nel taglio e nelle lavorazioni di tubi. In tal caso risulta importante il sistema di serraggio del pezzo in lavorazione. Il tubo è infatti serrato in un mandrino, analogamente a quanto accade per la tornitura, in tal modo l’oscillatore non deve muoversi intorno al tubo ma si sposta assialmente. Altro fattore da tenere in considerazione riguarda le potenze impiegate che devono essere modulate in funzione dello spessore e del diametro del tubo in modo da non danneggiarne la struttura.

MANUTENZIONE AUTOMATIZZATA

Connettere e analizzare costantemente le prestazioni delle macchine per automatizzare la manutenzione e la produzione. È possibile effettuare una manutenzione smart ed efficiente in quanto le funzionalità di monitoraggio e i digital twin consentono di individuare le cause dei problemi.

Es.: Se la temperatura di un motore aumenta, gli addetti possono accedere al modello di simulazione della macchina, eseguire analisi per identificare le possibili cause del surriscaldamento e affrontare il problema prima che provochi il guasto della macchina.