{"id":1710,"date":"2019-09-19T09:43:51","date_gmt":"2019-09-19T09:43:51","guid":{"rendered":"http:\/\/publiteconline.it\/deformazione\/?p=1710"},"modified":"2019-09-19T09:43:51","modified_gmt":"2019-09-19T09:43:51","slug":"quellenorme-opportunita-chiamata-laser","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/deformazione\/2019\/09\/quellenorme-opportunita-chiamata-laser\/","title":{"rendered":"Quell\u2019enorme opportunit\u00e0 chiamata laser"},"content":{"rendered":"\n

Barbara Previtali<\/strong> \u00e8 professore ordinario di Tecnologie e Sistemi di Lavorazione presso il Politecnico di Milano, oltre che responsabile e artefice dell\u2019area di ricerca del SITEC – Laboratorio per le Applicazioni Laser e co-fondatore di AddMe.Lab, il laboratorio per le lavorazioni additive, entrambi del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano. I suoi principali interessi di ricerca riguardano le lavorazioni laser a 360\u00b0; non a caso, in Italia, Barbara Previtali \u00e8, a tutti gli effetti, \u201cla signora del laser\u201d. Nell\u2019ultimo ventennio, infatti, il suo nome viene spesso affiancato alle principali iniziative convegnistiche sulle applicazioni industriali della tecnologia laser e ai pi\u00f9 importanti e innovativi progetti di ricerca applicata all\u2019uso di quella che, a mio avviso, \u00e8 la tecnologia che pi\u00f9 di ogni altra ha caratterizzato e cambiato il modo di produrre dell\u2019industria manifatturiera del bel Paese.
Ed \u00e8 da qui che siamo partiti con l\u2019intervista che la professoressa Previtali ha concesso per celebrare i 250 numeri della nostra rivista DEFORMAZIONE. <\/p>\n\n\n\n

di Fabrizio Garnero<\/em><\/p>\n\n\n\n

Professoressa Previtali, la nostra rivista Deformazione \u00e8 nata nel settembre del 1993; all\u2019epoca si parlava gi\u00e0 di tecnologia laser, ma era ancora una \u201csoluzione in cerca di problemi\u201d. Oggi invece \u00e8 uno strumento di uso quotidiano. Possiamo dire che il laser ha, di fatto, caratterizzato l\u2019evoluzione dell\u2019industria manifatturiera e rivoluzionato totalmente il modo di lavorare delle aziende, soprattutto quelle dedite alla lavorazione lamiera? <\/strong>
Sicuramente si pu\u00f2 affermare che la rilevanza e l\u2019uso della tecnologia laser sono cresciuti esponenzialmente negli ultimi 25 anni. In realt\u00e0, il laser non \u00e8 mai stato \u201cuna soluzione in cerca di problemi\u201d, nemmeno per i fisici Schawlow e Townes, che cos\u00ec lo definirono nel 1959 e le cui ricerche portarono Maiman a costruire il primo dispositivo funzionante nel 1960. La tecnologia laser \u00e8 sempre stata un\u2019enorme opportunit\u00e0 per le peculiarit\u00e0 che possiede il fascio di luce e che le hanno permesso di affermarsi in vari campi a secondo della sua applicazione. Gi\u00e0 nel 1964 il regista del film Goldfinger pose inconsapevolmente in evidenza l\u2019uso del fascio laser per tagliare una lamiera (e non solo), anche se per esigenze artistiche si prese diverse licenze poetiche. <\/p>\n\n\n\n

Se \u00e8 vero che il laser ha rivoluzionato il nostro modo di produrre, possiamo dire che \u00e8 altrettanto vero che il laser in fibra ha, a sua volta, rivoluzionato la tecnologia laser? <\/strong>
Anche in questo caso \u00e8 utile prestare attenzione alle date. Il laser in fibra ha una storia di evoluzione tecnologica altrettanto lunga quanto quella delle sorgenti allo stato solido e a gas, visto che nacque nel 1963 grazie al lavoro del fisico Snitzer. Tuttavia, il salto tecnologico da amplificatore nelle trasmissioni delle telecomunicazioni a utensile per lavorazioni meccaniche \u00e8 avvenuto pi\u00f9 tardi, verso la fine degli anni novanta. Non \u00e8 una coincidenza che proprio nel 1990 l\u2019allora professor Valentin P. Gapontsev lasci\u00f2 la Russian Academy of Science per fondare una compagnia privata, ovvero IPG, oggi leader mondiale nella produzione di sorgenti laser in fibra. Forse quello che non ricordiamo pi\u00f9 \u00e8 che uno dei primi contratti importanti per la neonata IPG fu commissionato proprio dall\u2019italiana Italtel. In qualche modo, indirettamente, l\u2019Italia \u00e8 presente sin dagli inizi di questa lunga e continua rivoluzione, ma che forse dovremmo semplicemente definire lunga e continua innovazione.<\/p>\n\n\n\n

In passato il dibattito tecnico\/scientifico si \u00e8 vivacemente confrontato sul \u201cdualismo\u201d tra laser CO2 e laser in fibra, soprattutto pensando al taglio lamiera. Oggi \u00e8 piuttosto evidente quale tecnologia abbia prevalso; cosa si sente di dire in merito a ci\u00f2? Il laser in fibra ha realmente vinto la \u201cbattaglia\u201d? <\/strong>
A proposito del dualismo CO2\/fibra, oggi la bagarre giornalistica \u00e8 meno rovente. La contrapposizione CO2\/fibra difatti appartiene al recente passato e va trattata con rispetto per l\u2019evoluzione tecnologica che ha rappresentato e la storia delle persone che vi hanno contribuito. Oggi, avendo ben note le caratteristiche delle sorgenti a CO2 e in fibra, \u00e8 evidente che la risposta a questa domanda si trova in una chiara definizione dei requisiti dell\u2019applicazione di interesse, non solo tecnici ma anche economici con un\u2019ampia visione che includa tutta la supply chain e vita del prodotto. Quello che \u00e8 pi\u00f9 difficile valutare \u00e8 l\u2019evoluzione economica e di mercato delle due tipologie di sorgente a livello mondiale, anche se due macro-tendenze sono evidenti a tutti: il numero dei produttori di CO2 si contrae e consolida, con un costo delle sorgenti che rimane fermo e un mercato di applicazioni che non diminuisce ma si fa sempre pi\u00f9 specifico; il numero, la provenienza e la maturit\u00e0 delle sorgenti laser in fibra aumenta, con i costi in stabile decrescita in un contesto di mercato che si fa sempre pi\u00f9 globale e ha fame di nuove applicazioni e settori industriali.<\/p>\n\n\n\n

Pensando al laser ormai come una commodity ampiamente diffusa e applicata in molti ambiti industriali, quali sono, a suo giudizio, le applicazioni pi\u00f9 innovative?<\/strong>
Da noi arrivano due categorie di domande di innovazione.
Una riguarda l\u2019innovazione \u201cdi ritorno\u201d e\/o incrementale, ovvero risposte nuove a domande mature. A queste sicuramente appartiene la saldatura laser. Quando si parla di saldatura laser difatti \u00e8 d\u2019obbligo dichiarare insieme settore e applicazione, perch\u00e9 altrimenti si rischia di fermarsi a un\u2019affermazione generica e di dire nulla. \u00c8 comunque vero per il campo della saldatura che la tecnologia laser si sta esprimendo in tutte le sue potenzialit\u00e0, come \u00e8 stato possibile vedere durante la recentissima fiera Laser World of Photonics: 1) potenze sempre maggiori per saldature autogene di elevatissimi spessori, 2) teste in grado di oscillare trasversalmente il fascio a elevata frequenza per ottenere spot apparenti larghi mantenendo sempre il key-hole per leghe alto-riflettenti o per gap che necessitano di filo, 3) sorgenti con modo e distribuzione variabile adattativa (beam shaping spaziale) e di diversi colori (o meglio lunghezze d\u2019onda), quali verde e blu, studiate ad hoc per lavorare rame puro e le sue leghe. Ed anche beam shaping temporale, ovvero sorgenti pulsate con un ampio range di durate, frequenze e forma dell\u2019impulso nonch\u00e9 potenze di picco elevate. I settori? Alcuni evidenti e sotto gli occhi di tutti: e-mobility, energia e oil & gas, automotive. Ma sar\u00e0 bravo chi interpreter\u00e0 l\u2019applicazione di saldatura come soluzioni one-of-a-kind sapendosi muovere nell\u2019ipertrofia dell\u2019offerta tecnologica descritta poco sopra, con sistemi flessibili e adattativi.
Un altro settore di ritorno \u00e8 quello della lavorazione, pulizia, rimozione e funzionalizzazione delle superfici dove \u00e8 possibile trovare le due portanti: 1) normative ambientali e di salute; 2) sorgenti modulabili nel tempo, a elevata potenza anche su spot grandi e con le frequenze necessarie a garantire produttivit\u00e0 dignitose (se confrontate con i metodi massivi pi\u00f9 tradizionali), che spingono verso soluzioni integrate. La risposta dei sistemisti non \u00e8 ancora matura. Un limite importante oggi \u00e8 costituito dagli scanner e pi\u00f9 in generale dalla capacit\u00e0 di movimentare il fascio a elevata velocit\u00e0 sulla superficie coordinandola con i movimenti di traslazione e avanzamento della parte, cos\u00ec da coprire grandi aree di lavorazione. I limiti legati a teste di scansione e controlli\/automazione unitamente allo sviluppo del software sono i vincoli che vedremo presto superati, grazie alla spinta delle due portanti che dicevo: normativa e nuove sorgenti.
L\u2019altra domanda d\u2019innovazione maggiormente disruptive e inevitabilmente pi\u00f9 esplorativa riguarda i processi additivi. Vi sono difatti processi e applicazioni, quali Selective Laser Melting e Laser Metal Deposition, che possiedono la maturit\u00e0 per essere usati in settori avanzati, quali aerospace, biomedicale, meccanica e tooling, per la realizzazione di componenti funzionalizzati (si veda per esempio il raccordo idraulico in figura) o la riparazione di prodotti a elevato valore aggiunto (come la paletta di grandi dimensioni per produzione di energia pubblicata in queste pagine).
Tuttavia, accanto a queste domande che possono essere ritenute applicazioni consolidate dei processi additivi laser-based molti interrogativi rimangono aperti cos\u00ec come le sue applicazioni, dove vari settori e materiali rimangono potenzialmente inesplorati. Con uno spirito provocatore, si pensi per esempio a quanto avanti ci si pu\u00f2 spingere nell\u2019estrema personalizzazione per il settore biomedicale, sfruttando sorgenti pulsate con i materiali standard di questo settore (stent in biforcazione in lega CoCr), oppure a nuove applicazioni abilitate dallo sviluppo tecnologico per la lavorazione di materiali difficili da processare (come la stampa SLM di rame puro per la realizzazione del gadget, oppure alle potenzialit\u00e0 nella realizzazione di componenti dalle grandi dimensioni, multi-materiale e dalla geometrie free-form a crescita non 2.5D consentite dal processo LMD interpretato per la stampa di oggetti complessi (si veda il raccordo dello scarico di motocicletta).<\/p>\n\n\n\n

Il Politecnico di Milano, con i suoi laboratori SITEC-Laboratorio per le Applicazioni Laser e AddMe.Lab, rappresenta un\u2019eccellenza nel panorama accademico italiano. Pu\u00f2 parlarci di questo modello \u201cPolimi\u201d? Quali sono i servizi che offrite?<\/strong>
Parlare di servizi offerti \u00e8 un po\u2019 improprio, perch\u00e9 noi siamo innanzitutto una istituzione che si occupa di didattica\/istruzione e di ricerca. Da questo punto di vista il nostro primo servizio \u00e8 la formazione e il nostro principale risultato sono gli studenti, che si laureano nei 3 livelli Bachelor, Master e Dottorato. Nei diversi corsi magistrali di Ingegneria e Design vengono formate figure professionali che hanno studiato le lavorazioni laser e additive, di cui alcuni usufruiscono anche dell\u2019esperienza diretta nei nostri laboratori. Tipicamente, da quest\u2019ultimo gruppo provengono i futuri dottorandi di ricerca o assegnisti di ricerca, che rimangono qualche anno dopo la laurea, per approfondire e studiare tematiche di nuove lavorazioni laser (i primi) o maggiormente applicative (i secondi). Loro sono il vero motore del SITEC e, una volta introdotti nel mondo lavorativo (che spesso significa nelle principali aziende costruttrici, distributrici o utilizzatrici di sistemi laser), rafforzano la rete di relazioni e contatti, che ci alimenta.
Il secondo motore del SITEC difatti \u00e8 rappresentato dalle aziende e dalla loro continua domanda di ricerca nel settore delle applicazioni laser. Oggi il SITEC \u00e8 la realt\u00e0 che \u00e8 grazie a contratti e accordi di lungo periodo che vedono coinvolte le principali aziende del settore, che ci consentono di operare con i pi\u00f9 innovativi sistemi laser alla frontiera dello stato dell\u2019arte dandoci dunque modo di affrontare le domande di ricerca pi\u00f9 intriganti.<\/p>\n\n\n\n

In chiusura, pu\u00f2 parlarci della Scuola Sicurezza Laser e di ci\u00f2 che pu\u00f2 rappresentare per le aziende?<\/strong>
La Scuola di Sicurezza Laser (SSL) \u00e8 una iniziativa voluta fortemente dal Politecnico di Milano e dall\u2019Universit\u00e0 di Pavia e nata all\u2019interno dell\u2019AITeM, grazie al supporto di 11 soci sostenitori: Amada, BLM Group, Coherent-Rofin, Elettrosystem, IPG, Laser Optronic, Optoprim, PrimaPower, TTM Laser e Univet. La SSL vuole essere una comunit\u00e0 nazionale, che riunisce sia accademici che industriali con i diversi ruoli che li caratterizzano (ricercatori, produttori, integratori, utilizzatori) con l\u2019obiettivo di promuovere un\u2019elevata cultura attorno al tema della sicurezza laser, particolarmente in ambito industriale. Inizialmente si \u00e8 occupata di sostenere la crescita continua e sicura dei laser, sistemi e applicazioni laser in ambito industriale attraverso corsi di formazione e iniziative di divulgazione e\/o di aggiornamento, che vengono erogati con regolarit\u00e0.
Grazie alla disponibilit\u00e0 del laboratorio SITEC i corsi della SSL hanno anche una parte di laboratorio pratica, che affronta problematiche di dimensionamento con esercitazioni a bordo macchina.
A breve inoltre abbiamo in previsione di dare il via a iniziative di attivit\u00e0 di ricerca tecnico-scientifica e servizi di interesse in ambito sicurezza laser, anche grazie alla promozione di una borsa di studio e di ricerca scientifica su queste tematiche nonch\u00e9 a collaborazioni con enti normatori nazionali e organizzazioni internazionali.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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