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Marcare al laser: la tecnologia a fibra

Fra le tante tipologie e i numerosi generi di attrezzature industriali che vengono quotidianamente utilizzate nei capannoni di centinaia di fabbriche di ogni tipo, di sicuro i laser, sia per le incisioni che per le marcature, non possono più venire in alcun modo definiti come una innovazione: sono ormai molti anni, infatti, che in un numero di ambiti sempre in crescita, e per lavorazioni sempre diverse su una gamma di materiali ormai vastissima, la decisione di inserire le tecnologie laser nei propri processi produttivi viene presa dalle aziende con sempre maggior facilità. Non si pensi però che tanta espansione abbia portato ad una stagnazione: al contrario, vengono apportate continue e significative modifiche agli strumenti di questo genere, ed è piuttosto recente l’esplosiva diffusione dei laser a fibra.

Va però riconosciuto che questa proliferazione di nuove ricerche, di migliorie, di modifiche, di uno strumento che è in concreto uno standard riconosciuto, potrebbe sotto un certo punto di vista condurre anche ad un sospetto: quello che la ragione reale dietro all’intensità delle ricerche svolte nel settore, e allo sviluppo di nuovi tipi di laser, sia in effetti una qualche grave mancanza dei modelli tradizionali, ossia nei laser classici a lampade e a diodi, un fallo grave nella struttura o un impedimento all’efficienza, mai risolto e sempre trascurato nonostante i decenni di applicazione in tanti settori. A questo dubbio è obbligatorio dare una risposta immediata e decisa: decisamente, le cose non stanno così. Al contrario, le tecnologie laser di tipo classico funzionano in maniera egregia, e se se ne vuole una prova, è sufficiente appunto andare a ricercarla nei risultati d’efficienza, assolutamente di tutto rispetto, che vengono costantemente raggiunti, con piena soddisfazione, da tutte le aziende che li integrano nei propri procedimenti di lavorazione. I laser a fibra presentano però degli indiscutibili vantaggi ulteriori.

Se dunque ci interessa capire per quale logica si sia fatto tanto lavoro di analisi e sviluppo per creare una nuova tecnologia come questa, è necessario ricercarla proprio nelle sue peculiarità vantaggiose rispetto a quelle passate.

È dal settore delle telecomunicazioni, anziché da quello manufatturiero, che ha origine lo strumento tecnico che è alla base dell’intera creazione dei laser in fibra: in tale ambito, infatti, viene spesso utilizzata la tecnica del giunto in fibra, che nei laser di nuova visione ha il ruolo di connettere e rendere solidali gli altri componenti del macchinario (ossia i diodi laser di pompa, la fibra attiva, e i combinatori in fibra). È evidente la differenza con i tradizionali laser YAG, nei quali questi stessi componenti sono invece separati, e solamente al momento dell’assemblaggio vengono allineati perfettamente e saldati alla loro base. Questa procedura infatti ha un difetto: per preciso che sia l’allineamento iniziale, il calore a cui la base viene normalmente sottoposta durante l’esercizio porterà immancabilmente a delle deformazioni per espansione termica, le quali comprometteranno in maniera irreversibile l’allineamento – e quindi l’efficienza – dell’intero laser. Rischio che viceversa, come abbiamo appena descritto, non esiste neppure remotamente nei laser in fibra, dove tutte le componenti sono invece solidali.

In un campo, come quello dei laser, dove già con i modelli tradizionali la manutenzione necessaria a tenere alta l’efficienza è quasi irrilevante, una scelta come questa conferisce tale durata e resistenza che tali costi, da bassi, si fanno pressochè inesistenti; ma oltre a questo, i laser a fibra presentano anche un’alta compattezza, e soprattutto un’efficienza di conversione elettro-ottica – che dipende intimamente dalla sorgente in fibra – che si va a collocare attorno al 30%, con consumi ridotti a non più di qualche centinaio di watt. Tutti questi fattori concorrono a comporre quello che è l’ultimo, e importantissimo, beneficio dei laser con tecnologia in fibra: un funzionamento a pieno regime che dura per più di trentamila ore, il che da solo basta a far ripagare ampiamente l’investimento fatto all’acquisto.