Guidare con la luce

Medicina moderna, telecomunicazioni, elettronica di consumo, edilizia e archiviazione dati. Queste sono solo alcune delle tecnologie che sarebbero molto meno avanzate, se non impossibili, se non fosse per il lavoro dei pionieri del laser (vedi riquadro a pagina 46) come Theodore Maiman, Charles Townes, Arthur Schawlow e innumerevoli altri.

Ma da nessuna parte il loro lavoro ha avuto un effetto più profondo che nel reparto di produzione, dove un numero crescente di produttori utilizza i laser per tagliare il metallo, unire, marcare e ispezionare le parti, posizionare i macchinari e, soprattutto, garantire la sicurezza dei lavoratori. Ciò è particolarmente vero quando si abbinano i laser all’automazione (sebbene esistano molte definizioni al riguardo).

I laser più potenti, quelli utilizzati per il taglio, sono stati a lungo accompagnati da sistemi automatizzati di movimentazione dei materiali. Si presentano sotto forma di semplici stazioni di carico/scarico o, in alcuni casi, di torri multi-rack in grado di immagazzinare quantità prodigiose di fogli e di caricarli singolarmente in un laser cutter per la lavorazione. In entrambi i casi, la macchina generalmente consegna i fogli tagliati su un pallet o un tavolo vicino, dove un operatore separa e smista le parti.

Brendon DiVincenzo, responsabile delle soluzioni per il mercato americano presso Bystronic Inc., Hoffman Estates, Illinois, osserva che le dinamiche di questo approccio abbastanza standardizzato stanno cambiando. "Da molti anni ormai, il taglio rappresenta il collo di bottiglia, quindi non aveva molta importanza ciò che accadeva alle due estremità della macchina", afferma. “Ma questa equazione sta iniziando a cambiare. I laser a fibra stanno diventando così rapidi che i clienti hanno iniziato a richiedere funzionalità di carico e scarico più efficaci per stare al passo. Questi includono sistemi di smistamento automatizzati, insieme a torri più grandi, più veloci e più flessibili”.

Un esempio è la recente introduzione da parte di Bystronic di un laser da 30 kW, che, secondo DiVincenzo, "è in grado di gestire acciaio spesso 1,25 pollici (31,75 mm) senza troppi problemi, ma può tagliare quasi il doppio di quello spessore in determinate applicazioni".

Come notato, anche i sistemi a torre stanno diventando più capaci, ma forse il cambiamento più grande è la crescente accettazione dello smistamento automatizzato.

"Fate i conti sulle velocità di taglio più elevate e su cosa ciò significa in termini di produttività, osserva DiVincenzo, "e vi renderete presto conto che, anche se riuscite a trovare due o tre persone che stanno lì tutto il giorno, è improbabile che lo siano in grado di tenere il passo."

Michael Bloss, responsabile dei prodotti laser della costa occidentale per Amada America Inc., Buena Park, California, osserva che nella produttività del laser c'è molto di più della sola potenza. "Ho lavorato con un cliente che stava tagliando una lamiera temprata dello spessore di 25,4 mm (1 pollice) su una macchina da 12 kW", afferma. “La velocità era ok ma la qualità dei bordi non era eccezionale, quindi l'abbiamo provata sul nostro VENTIS, che è un laser a fibra a modulo singolo da 6 kW. Il taglio era immacolato."

C'è chiaramente un posto per i laser più nuovi e ad alto wattaggio, anche se Bloss suggerisce che confrontarne uno con la linea di punta VENTIS di Amada è come mettere un'auto da corsa finemente messa a punto contro un camioncino diesel: quest'ultimo ha molti muscoli, ma potrebbe non fornire la qualità e la precisione desiderate.

Amada e le altre aziende intervistate per questo articolo offrono robusti sistemi di movimentazione dei materiali, che meritano tutti uno sguardo serio da parte di qualsiasi officina che desideri aumentare la produttività. Ma, come sottolinea Bloss, anche l’automazione di vari aspetti del processo di taglio merita una valutazione.

"Abbiamo numerose funzioni di monitoraggio e controllo disponibili su alcuni dei nostri modelli, come i-CAS, che è una fotocamera che cattura l'immagine di un foglio e consente all'operatore di trascinare e rilasciare i file delle parti su aree inutilizzate", afferma Bloss .

V-Monitor è una telecamera che registra continuamente l'area di taglio e segnala gli eventi che potrebbero attivare un allarme. Poi c'è l'i-Nozzle Checker di Amada che mantiene automaticamente il raggio centrato e focalizzato nel taglio, il sensore i-Optic che avvisa l'operatore della contaminazione delle lenti (e potenziali danni) e una funzione di perforazione avanzata che rileva quando il raggio sfonda così può iniziare a tagliare, eliminando il tempo perso. "Amada aggiunge continuamente funzionalità come queste che aiutano a rendere il processo più rapido e prevedibile", afferma Bloss.