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Monday, 22 Maggio 2017
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La parola ai protagonisti del taglio laser

Organizzato da PubliTec e SITEC-Laboratorio per le Applicazioni Laser del Politecnico di Milano e ospitato proprio nelle aule dell’ateneo milanese, si è tenuto lo scorso 28 febbraio il convegno-mostra “TA-GLIO laser, un TANDEM tra sistemisti e utilizzatori”. Molti dei principali protagonisti, italiani e non solo, nell’ambito del taglio laser si sono riuniti per discutere del presente, e immaginare il futuro, di una tecnologia cruciale per il settore della lavorazione lamiera. La nutrita presenza e la curiosità del folto pubblico che ha partecipato ai lavori ha mostrato come, sebbene si tratti di una tecnologia matura, ci sia ancora molto da dire quando si parla di taglio laser.

di Fabrizio Dalle Nogare

Marzo 2017

Un’intensa giornata di presentazioni, discussione e confronto alla quale hanno preso parte molti dei principali protagonisti del taglio laser. Un momento di riflessione sulle prospettive di una tecnologia sì matura, ma chiamata oggi ad affrontare sfide produttive all’insegna, soprattutto, della massima flessibilità. Perché, se è vero che il taglio laser ha raggiunto il pieno sviluppo in termini di prestazioni e affidabilità, è innegabile che la sfida si giochi oggi su un terreno diverso anche rispetto al recente passato, e cioè sulla capacità di tagliare bene, in modo flessibile, nei tempi e nelle quantità giuste per rendere efficiente una produzione spesso variabile in quanto a materiali, spessori e quantità di lotti. Lo scorso 28 febbraio, PubliTec e SITEC-Laboratorio per le Applicazioni Laser del Politecnico di Milano hanno riunito molti dei principali protagonisti, italiani e non solo, nell’ambito della tecnologia di taglio laser, che hanno preso parte al convegno-mostra “TA-GLIO laser, un TANDEM tra sistemisti e utilizzatori”, ospitato nelle aule del Politecnico di Milano. I produttori di sistemi laser per il taglio della lamiera sono stati affiancati, sul palco della conferenza, da utilizzatori degli stessi sistemi. Così, mentre gli uni hanno potuto raccontare quali sono le direzioni di sviluppo di una tecnologia cruciale per il settore della lavorazione lamiera, gli altri hanno permesso di portare la discussione su un piano inevitabilmente più concreto e applicativo. In rigoroso ordine alfabetico, gli sponsor dell’evento sono stati: Amada Italia, BLM Group, Bystronic, Coherent - Rofin, IPG Photonics, Messer Cutting Systems, Optoprim, Precitec, Prima Power, Salvagnini, SEI Laser e Trumpf.

Taglio laser di materiali alto resistenziali di grande formato
La prof.ssa Barbara Previtali del Politecnico di Milano ha aperto i lavori. A moderare la giornata è stato Maurizio Melis, giornalista scientifico e conduttore del programma radiofonico “Smart City” su Radio24. Il primo intervento è stato focalizzato sul taglio laser di materiali alto resistenziali di grande formato. Un argomento di stretta attualità, sviscerato da Alessandro Primerano di Messer Cutting Systems che ha sottolineato la propria vocazione aziendale per lo sviluppo di sistemi di taglio che definiremmo XXL, e da Paolo Chilò di S.P.F. Chilò, azienda che da oltre 40 anni si occupa come contoterzista della produzione di semilavorati di dimensioni e spessori rilevanti tramite il taglio e la piegatura della lamiera. Grazie, in particolare, all’utilizzo di una macchina di taglio laser in fibra Messer, S.P.F. Chilò è in grado di tagliare lamiera sabbiata con spessore fino a 20 mm e acciaio inox con spessore fino a 15 mm. “Vista la nostra esigenza dimensionale, la scelta della fibra ottica è stata vincolante per riuscire a ottenere uno standard qualitativo di taglio elevato su tutta l’aerea”, ha detto Paolo Chilò. “Inoltre, grazie ai costi di gestione e manutenzione molto contenuti rispetto alla tecnologia tradizionale CO2, il laser in fibra ci permette di uscire nel mercato con quotazioni concorrenziali. Secondo noi, il futuro della tecnologia di taglio laser sarà la fibra ottica”. I materiali utilizzati da S.P.F. Chilò sono, per lo più, acciai SSAB, riferimento nella produzione di acciai alto resistenziali di qualità, rappresentata nell’occasione da Nicola Galli. “La collaborazione con SSAB ci ha permesso di ampliare la nostra gamma di prodotti, proponendo e progettando con i clienti soluzioni innovative per soddisfare le esigenze del mercato”, ha aggiunto Paolo Chilò.

L’evoluzione del taglio laser in fibra e le potenzialità della fabbrica 4.0
Andrea Crosato di BLM Group ha sottolineato ancora una volta i vantaggi conseguenti all’utilizzo del laser in fibra, sia in termini di prestazioni che di efficienza energetica, anche nel taglio di tubi e pezzi 3D, ambiti nei quali è specializzato il gruppo BLM. Progettata proprio per il taglio laser di pezzi 3D, la macchina a 5 assi LT-Free, presentata come stato dell’arte del gruppo italiano, vede il sistema laser perfettamente integrato al suo interno e consente una manutenzione semplificata nonché maggiori possibilità di controllo grazie al sistema Active Piercing che migliora la qualità del taglio. Il marchio brevettato “Industry 4.0 Inside” mostra chiaramente quanto Prima Power creda nelle potenzialità della fabbrica digitalizzata. Anche le macchine per il taglio laser, infatti, possono far parte del sistema interconnesso reso possibile da soluzioni software all’avanguardia. Per l’azienda torinese, Paolo Calefati ha descritto nel suo intervento la collaborazione con CECOMP, altra realtà piemontese che si occupa di prototipi per il settore automotive. In particolare, CECOMP utilizza sistemi di taglio laser 2D Prima Power per la lavorazione dell’alluminio per telai e scocche destinati alle vetture elettriche per il car sharing, molto popolari in Francia ma in crescita anche in Italia. La linea di taglio laser 2D descritta è tra le prime e concrete esperienze di impianto “4.0-ready” realizzate da Prima Power. L’automazione è stata il comun denominatore tra le molte applicazioni di taglio laser presentate, come confermato anche dall’intervento di Costantino Pizzorno di Trumpf che ha puntato la sua presentazione sullo sforzo aziendale nella progettazione di celle di lavorazione per il taglio laser il più possibile automatizzate. Due gli esempi citati. La TruLaser Center 7030, ultima novità del costruttore tedesco, è pensata per rendere ancora più performante il processo di taglio in termini di tempi, lavorando sulla riduzione dei fermi macchina, sulla fase di rimozione delle parti e sulle lavorazioni successive. L’obiettivo è abbattere drasticamente i costi per i tempi di elaborazione e trasformazione. TruMatic 1000 consente di avere la produzione connessa in rete in una sola macchina: dalla punzonatura alla deformazione della lamiera, fino alla svasatura e al taglio laser, con risparmio di spazio e tempi di produzione più brevi.

Un caso applicativo di successo e il ruolo primario del laser in fibra
Un altro interessante caso applicativo è stato presentato da Pier Andrea Bello di Salvagnini insieme a LU-VE, azienda di Uboldo (VA) specializzata nella realizzazione di prodotti per la refrigerazione e il condizionamento. “Le due aziende hanno un approccio comune: essere italiani e innovatori”, ha detto Pier Andrea Bello. “Oggi, in tempo di Industria 4.0, il laser ha un ruolo tutt’altro che marginale e non può più prescindere da ciò che sta intorno: un approccio che ha un impatto a livello tecnico, produttivo e di business”. Da questi presupposti è partita, due anni fa, la collaborazione tra le due aziende in un processo di vero e proprio co-design. Come ha confermato Andrea Aldrovandi di LU-VE, “il sistema laser L5 di Salvagnini è stato inserito in una cella di produzione flessibile connessa a magazzino e integrata con il sistema informatico FlexCell. Risultato: a livello di produzione, tempi ciclo ridotti del 40% e, a livello di business, riduzione del magazzino da circa 40.000 a circa 4.000 euro, con tempi di consegna velocizzati e maggiore competitività nella velocità di risposta al cliente”. Stefan Wittwer di Bystronic ha offerto alla platea un’interessante relazione tecnica incentrata sui principi del fusion cutting, una tecnologia applicabile al taglio con laser in fibra che consente di incrementare la velocità nel taglio della lamiera e, in particolare, quando si ha a che fare con acciaio inox, anche di spessori elevati. “Il laser CO2, visti i progressi notevoli del laser in fibra, è destinato - secondo Wittwer - ad avere un ruolo sempre meno importante nel taglio laser dei materiali”.

Investire nella digitalizzazione, per raggiungere obiettivi ambiziosi
Poco prima della pausa per il pranzo e per la visita degli stand allestiti nell’area della mostra, il moderatore Maurizio Melis ha condotto un breve ma significativo confronto tra i relatori della mattina, che hanno anche risposto a curiosità e domande del pubblico. È emersa la tendenza ad avere fabbriche sempre più personalizzate, con una produzione molto flessibile e la progressiva riduzione delle scorte a magazzino. Un trend in cui non è difficile notare una connessione con la sharing economy, sempre più diffusa nelle società odierne. Anche la manifattura, dunque, può rientrare in un modello diverso e più moderno di economia, sebbene - e questo è stato sottolineato proprio dai relatori - le capacità tecniche di chi opera, appunto, nel manifatturiero rimarranno fondamentali anche nel prossimo futuro. In quest’ottica, i sistemi di produzione dovranno cambiare e adeguarsi a esigenze mutate: per tale ragione, è importantissimo per le aziende che operano in Italia investire nella digitalizzazione, la vera leva per raggiungere obiettivi così ambiziosi.

Soluzioni davvero performanti per il taglio di lamiere con spessori diversi
Il pieno controllo del fascio laser è l’obiettivo che si è posta Amada - rappresentata al convegno da Maurizio Muzio, CEO di Amada Italia. “Attraverso la tecnologia ENSIS siamo in grado di modellare non solo il diametro del fascio ma anche la geometricità, intervenendo sul Mode”, ha detto Muzio. La potenza viene distribuita in base all’esigenza di taglio e in modo progressivo tramite il dispositivo VARIO che, in base al materiale e allo spessore, modifica automaticamente la forma geometrica del fascio. Amada è quindi protagonista di un importante lavoro di sviluppo della tecnologia laser in fibra; nonostante ciò continua a produrre anche sistemi CO2 e Muzio ne ha spiegato le motivazioni. “Il fibra garantisce performance in termini di velocità e qualità eccezionali sulla maggior parte dei materiali e degli spessori ma, per la lavorazione di acciaio inox di alto spessore, il CO2 consente finiture superiori, mantenendo alte velocità di taglio”, ha concluso Muzio. “Tagliare lamiere con spessori importanti è l’esigenza primaria nel nostro settore”, ha detto Andreas Rudolf di Precitec. “I clienti oggi chiedono una soluzione unica per tagliare lamiere sia sottili che spesse”. EdgeTec è la soluzione di beam shaping sviluppata per il taglio di spessori elevati (come l’acciaio inox fino a 30 mm). Il sistema di perforazione PierceTec, sempre brevettato da Precitec, si basa su un sensore montato all’interno del sistema laser, che ne assicura la totale protezione dalla zona di lavorazione. La testa di taglio rimane, così, compatta e leggera, assicurando una migliore qualità e tempi di perforazione ridotti. La combinazione delle due tecnologie offre, insomma, maggiori possibilità per il taglio di lamiere sottili e spesse con un’unica macchina di taglio estremamente avanzata.

Il laser in fibra è altamente adattabile, ma il CO2 ha ancora possibilità
Walter Gensabella di Coherent-Rofin ha introdotto l’ultima versione del laser in fibra sviluppato dall’azienda: i miglioramenti riguardano la potenza massima, quella nominale e il livello di efficienza della tecnologia. “Nella parte anteriore della fibra abbiamo sviluppato un dispositivo che protegge dal rischio di back reflection”, ha detto Gensabella. “Questa tecnologia ci permette di tagliare anche materiali altamente riflettenti come rame, alluminio e ottone”. Anche Gensabella si è espresso sulla dicotomia fibra/CO2, sostenendo che, mentre il laser in fibra ha un’ottima adattabilità ad applicazioni specifiche anche molto diverse tra loro, il CO2 ha ancora molte possibilità applicative, soprattutto per quanto riguarda il taglio di materiale organico, come confermato dalla presenza di SEI Laser, specialista in soluzioni di taglio e marcatura laser negli ambiti visual communication, tessile, arredamento, packaging e automotive. Restando sul tema del laser in fibra, SEI Laser ha sviluppato il sistema di taglio in fibra Mercury, una macchina dalla meccanica leggera e compatta e dall’installazione semplificata che monta la sorgente Coherent-Rofin. “Spessori fini e leghe alto-riflettenti sono le applicazioni di questa macchina”, ha detto Jensen Scolari di SEI Laser, “che affrontiamo con una sorgente da 2 kW per un taglio a basso impatto termico. Il laser in fibra riesce a garantire un’ottima accuratezza dimensionale, nonché stabilità e ripetibilità del processo. Per il taglio di spessori inferiori a 0,5 mm, i motori lineari montati sulla macchina garantiscono il controllo delle traiettorie di taglio”.

I sensori monitorano i processi e agevolano la manutenzione preventiva
Giuseppe D’Amelio è intervenuto per conto di Optoprim Italia, realtà attiva nella distribuzione di componenti optoelettronici-laser, presentando i prodotti nLIGHT, realizzati dall’omonima azienda americana che produce sia diodi che fibre ottiche per applicazioni di taglio, saldatura remota e saldatura con wobbling. La tecnologia proprietaria nLIGHT garantisce la resistenza alla back reflection, con benefici tangibili per il taglio e la saldatura di materiali come alluminio, rame, argento, oro e ottone. In particolare, un sensore real-time monitora i processi e le riflessioni, un aspetto importante per ottimizzare i tempi di processo. L’ultimo intervento tecnico in programma era affidato a Luca Porcelluzzi di Ophir Spiricon, che, attraverso tre esempi concreti, ha sottolineato l’importanza di gestire e tenere sotto controllo il fascio per il buon esito di qualsiasi operazione laser, a iniziare dal taglio. La soluzione BeamWatch sviluppata da Ophir Spiricon è l’unico strumento non a contatto per il monitoraggio real-time di un fascio laser di potenza nell’ordine di grandezza di kilowatt; esso consente una veloce e realistica visualizzazione del fascio, includendo la possibilità di ricostruire la caustica in 3D, di osservare il focal-shift e l’ellitticità del fascio laser. Ogni risultato calcolato dal BeamWatch può essere visualizzato con la funzione Chart per un’immediata informazione sull’andamento delle performance della sorgente nel tempo. Il software, che misura il fascio in tutti i punti lungo il suo asse, fornisce, infatti, i dati in tempo reale che possono essere messi in relazione in un contesto di fabbrica intelligente, contribuendo a fornire informazioni in ottica di manutenzione preventiva.

Dalla Scuola di Sicurezza Laser al tema dell’iperammortamento
Barbara Previtali, del Politecnico di Milano, e Dante Milani dell’Università di Pavia hanno quindi introdotto il progetto della Scuola di Sicurezza Laser (SSL), sviluppato insieme a Maurizio Sbetti di BLM Group. La SSL, co-finanziata da 10 aziende del settore e attiva all’interno di AITeM, nasce dalla necessità espressa soprattutto dai sistemisti e integratori italiani di avere un punto di riferimento riconosciuto in merito alla sicurezza laser e relativa formazione. “La SSL vuole essere una comunità che discute di laser in modo sicuro, un riferimento per attività di ricerca applicate in ambito laser e un’entità qualificata italiana per discutere e confrontarsi con gli organismi di certificazione ed educazione europei e internazionali sui temi della sicurezza laser”, ha detto il prof. Milani. Oltre a formazione, divulgazione e aggiornamento, la SSL focalizzerà la sua azione sulla didattica, con 4 corsi di sicurezza laser in programma: uno rivolto a operatori non laser; uno per operatori laser; un altro per costruttori e integratori; e un quarto indirizzato ai tecnici di sicurezza laser. Nel corso dell’intensa e partecipata giornata di lavoro è stato anche affrontato un tema di grande attualità nel mondo produttivo italiano: il Piano nazionale Industria 4.0 e, in particolare, i benefici offerti dall’introduzione dell’iperammortamento al 250% sull’acquisto di beni “4.0-ready”. Roberto Brega, commercialista dell’omonimo studio legale, ha cercato di fare un po’ di chiarezza, soprattutto per quanto riguarda i requisiti per accedere all’incentivo governativo. Le molte domande arrivate dal pubblico del convegno hanno dimostrato, ancora una volta, non solo l’importanza della questione per il mondo manifatturiero italiano, ma anche la necessità di informazioni precise e rigorose che possano indirizzare le decisioni di business di produttori e clienti. I beni che rientrano nell’iperammortamento devono, innanzitutto, essere “materiali”, “strumentali” e “nuovi”, come recita il testo della riforma. In quanto alle caratteristiche delle macchine, sono elencate nel cosiddetto Allegato A. Un altro importante requisito riguarda l’interconnessione della macchina al sistema aziendale di gestione della produzione o della rete di fornitura. Macchine e sistemi laser di nuova generazione rientrano potenzialmente, per le loro caratteristiche, nei benefici dell’iperammortamento al 250%.

Quali applicazioni laser può riservare il prossimo futuro
Uno degli aspetti più interessanti emersi dal confronto tra alcuni dei maggiori specialisti del laser a livello industriale, e non solo, è stata la progressiva miniaturizzazione delle sorgenti laser che, unita a un aumento marcato della potenza, soprattutto delle sorgenti in fibra, può aprire effettivamente la strada ad applicazioni innovative, interessanti e inaspettate. Dall’utilizzo del laser in applicazioni di micro- e nano-tecnologia fino ad applicazioni nell’illuminazione “intelligente” che potrebbe essere - e ci sono già delle ricerche in questo senso - basata sul laser. Un esempio concreto: i fari abbaglianti delle auto in grado di illuminare selettivamente la strada, “seguendo” la sua conformazione ed evitando quindi di disturbare la marcia di chi precede in senso opposto. Sfiora la fantascienza - ma, anche in questo caso, se ne comincia a parlare nelle riviste scientifiche - l’utilizzo del laser per la propulsione di sonde spaziali, in grado così di raggiungere distanze di centinaia di anni luce in tempi ragionevoli. Dalla fantascienza alla realtà, talvolta, il passo è più breve di quanto si pensi.

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