{"id":7799,"date":"2021-04-10T00:00:00","date_gmt":"2021-04-09T22:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/staging.elenlaser.com\/newsroom\/senza-categoria\/i-parametri-del-processo-di-lavorazione-mediante-laser-a-co2\/"},"modified":"2025-11-10T16:22:25","modified_gmt":"2025-11-10T15:22:25","slug":"i-parametri-del-processo-di-lavorazione-mediante-laser-a-co2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/staging.elenlaser.com\/it\/newsroom\/approfondimenti\/i-parametri-del-processo-di-lavorazione-mediante-laser-a-co2\/","title":{"rendered":"I parametri del processo di lavorazione mediante laser a CO2"},"content":{"rendered":"<p>Negli ultimi decenni, il laser \u00e8 diventato uno <strong>strumento di lavorazione<\/strong> molto diffuso. Il suo ruolo come strumento di produzione \u00e8 sempre pi\u00f9 affermato, sia nelle applicazioni tradizionali come il taglio laser, la saldatura laser o la marcatura laser, sia in quelle pi\u00f9 avanzate, come la sverniciatura laser, il <strong>trattamento superficiale<\/strong> o la <strong>microperforazione.<\/strong><\/p>\n<p>Il successo di questo strumento \u00e8 da imputare ai vantaggi che offre in termini di <strong>flessibilit\u00e0<\/strong> del processo. La stessa sorgente laser si pu\u00f2 usare per eseguire lavorazioni diverse come il taglio e la marcatura su materiali diversi come la plastica e il legno anche all\u2019interno dello stesso ciclo operativo.<\/p>\n<p>Questa grande flessibilit\u00e0 si traduce nella <strong>complessit\u00e0 del processo<\/strong>. In generale il meccanismo di funzionamento del laser \u00e8 semplice. Il laser \u00e8 una sorgente di luce capace di concentrare una densit\u00e0 energetica molto alta, tanto da poter essere usata come una fonte di calore. Allo stesso tempo, per\u00f2, l\u2019interazione tra il laser e il materiale \u00e8 influenzata da numerosi fattori che ne aumentano la <strong>complessit\u00e0.<\/strong><\/p>\n<p>Concettualmente il taglio, la perforazione, l\u2019incisione e la marcatura condividono lo stesso meccanismo di lavorazione dove l\u2019energia del laser per creare trasformazioni chimico-fisiche nel materiale. Tali trasformazioni possono andare dalla semplice colorazione del materiale &#8211; come avviene nella marcatura, fino alla completa rimozione dello stesso per sublimazione, come avviene nel processo di taglio laser. Per passare da una lavorazione all\u2019altra basta intervenire sui parametri del laser tramite l\u2019apposito software di controllo.<\/p>\n<p>Per questa ragione ogni applicazione deve essere studiata in base alle caratteristiche del laser, alle <strong>caratteristiche del processo<\/strong> e alle <strong>caratteristiche del materiale<\/strong>.<\/p>\n<p>In questo articolo analizziamo i principali parametri che entrano in gioco nei <strong>processi di lavorazione<\/strong> <strong>laser<\/strong>, con particolare riferimento al laser a CO2.<\/p>\n<h2>Parametri relativi al laser<\/h2>\n<p>A differenza degli strumenti produttivi tradizionali, il laser presenta ampie possibilit\u00e0 di <strong>configurazione.<\/strong> Ogni parametro influisce sul risultato finale della lavorazione, e deve quindi essere configurato opportunamente in base al risultato che si desidera ottenere sul materiale.<\/p>\n<p>I parametri del laser a cui prestare attenzione sono<\/p>\n<ul>\n<li>potenza della sorgente laser<\/li>\n<li>modalit\u00e0 spaziale del raggio<\/li>\n<li>modalit\u00e0 temporale del raggio<\/li>\n<li>lunghezza d\u2019onda del laser<\/li>\n<li>polarizzazione del raggio<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Potenza della sorgente laser<\/h3>\n<p>La potenza della sorgente laser \u00e8 un <strong>parametro molto importante<\/strong> da esso dipendono la velocit\u00e0 di esecuzione della lavorazione e la profondit\u00e0 dell\u2019incisione realizzata dal laser. Pi\u00f9 il laser \u00e8 potente, maggiore sar\u00e0 la quantit\u00e0 di materiale trasformato nello stesso intervallo di tempo. Inoltre, pi\u00f9 \u00e8 potente il laser maggiore sar\u00e0 lo spessore del materiale che il laser riuscir\u00e0 a tagliare anche se, come si vedr\u00e0 pi\u00f9 avanti, questo parametro dipende in parte dalle caratteristiche del materiale.<\/p>\n<p>Se si utilizza un laser a bassa potenza potrebbe non essere possibile tagliare un materiale da parte a parte. D\u2019altro canto per\u00f2 un laser di potenza superiore rispetto alla lavorazione da eseguire pu\u00f2 <strong>trapassare<\/strong> <strong>i materiali<\/strong>, con il rischio per\u00f2 di ottenere un taglio poco netto, con bordi bruciati e irregolari a causa delle scorie prodotte dall\u2019eccessiva potenza del laser.<\/p>\n<p>Come regola generale, la <strong>scelta della potenza<\/strong> di una sorgente laser dovrebbe essere fatta per eccesso in modo da potere abbassare la potenza di utilizzo fino a ottenere il risultato desiderato.<\/p>\n<h3>Modo spaziale del raggio laser<\/h3>\n<p>Questo parametro definisce il profilo in <strong>sezione trasversale<\/strong> del raggio laser. Un raggio laser pu\u00f2 avere diversi modi, cio\u00e8 pu\u00f2 avere profili diversi.<\/p>\n<p>Il modo pi\u00f9 utilizzato nelle applicazioni di taglio laser \u00e8 il modo gaussiano, in quanto permette riesce a produrre la massima densit\u00e0 energetica, cio\u00e8 a concentrare il raggio in un punto dal diametro molto piccolo.<\/p>\n<p>In questo modo si riescono a ottenere tagli e incisioni dalle dimensioni minime, con alte velocit\u00e0 di esecuzione della lavorazione e la possibilit\u00e0 di tagliare spessori di maggiori dimensione.<\/p>\n<p>Altri modi spaziali permettono invece di focalizzare il raggio su una superficie pi\u00f9 ampia, permettendo in questo modo di ottenere <strong>densit\u00e0 energetiche<\/strong> pi\u00f9 basse.<\/p>\n<h3>Modo temporale del raggio laser<\/h3>\n<p>I laser possono essere usati in due modalit\u00e0, ad <strong>onda continua<\/strong> o ad <strong>onda pulsata<\/strong>. La prima \u00e8 sicuramente quella pi\u00f9 diffusa, utilizzata soprattutto nelle produzioni in serie, permette di ottenere tagli molto levigati, e di tagliare materiali pi\u00f9 spessi. La modalit\u00e0 pulsata \u00e8 invece usata per eseguire lavorazioni che richiedono maggiore precisione, spesso con un laser di bassa potenza.<\/p>\n<h3>Lunghezza d\u2019onda<\/h3>\n<p>Il modo in cui i diversi materiali assorbono la radiazione laser dipende dalla sua <strong>lunghezza<\/strong> <strong>d\u2019onda<\/strong>. Mentre alcuni di essi assorbono molto bene la lunghezza d\u2019onda del laser a CO2, altri richiedono lunghezze d\u2019onda diverse e quindi altri tipi di laser.<\/p>\n<p>Alluminio e rame, ad esempio, assorbono poco la lunghezza d\u2019onda del laser a CO2 e per essere tagliati richiedono potenze molto elevate, con una bassa efficienza nel processo. I materiali non metallici come il <strong>legno<\/strong> e quelli <strong>sintetici,<\/strong> come le plastiche polimeriche, assorbono invece perfettamente la radiazione del laser a CO2. Anche metalli come l\u2019acciaio dolce e quello inossidabile possono essere tagliati con il laser a CO2 con ottimi risultati.<\/p>\n<h3>Polarizzazione<\/h3>\n<p>La polarizzazione indica la propriet\u00e0 del fascio laser di irradiarsi <strong>in una sola direzione<\/strong>. Questa propriet\u00e0 differenza il laser dalle sorgenti di luce non polarizzata, che invece si irradia in tutte le direzioni.<\/p>\n<p>Questo parametro \u00e8 importante nella misura in cui esso influisce su alcune caratteristiche del taglio. In linea di massima, quando la direzione di taglio e la polarizzazione hanno lo stesso orientamento, si ottengono tagli molto sottili, dai bordi definiti e verticali. Quando la direzione del taglio \u00e8 invece orientata inversamente alla polarizzazione si riduce l\u2019assorbimento energetico del materiale, con una riduzione della velocit\u00e0 di lavorazione che d\u00e0 come risultato un taglio pi\u00f9 ampio, dai bordi ruvidi e irregolari.<\/p>\n<h2>Caratteristiche dei materiali<\/h2>\n<p>Nella configurazione di un sistema laser si devono tenere in conto le <strong>caratteristiche del materiale.<\/strong> Non tutti i materiali sono infatti laserabili. Alcuni non assorbono determinate lunghezze d\u2019onda; altri producono risultati non soddisfacenti quando sono sottoposti al raggio laser.<\/p>\n<p>I parametri di un materiale da tenere in considerazione sono le sue propriet\u00e0 termiche e la sua riflettivit\u00e0.<\/p>\n<h3>Propriet\u00e0 termiche<\/h3>\n<p>Dal punto di vista della <strong>lavorabilit\u00e0 al laser,<\/strong> i materiali possono essere suddivisi in due categorie, metalli e non metalli. I due gruppi rispondono in maniera diversa alla radiazione laser e pertanto offrono diversi gradi di lavorabilit\u00e0.<\/p>\n<p>I metalli hanno un\u2019elevata conduttivit\u00e0 termica, un punto di fusione pi\u00f9 alto, un\u2019elevata riflettivit\u00e0 ottica. Per questa ragione la lavorazione laser \u00e8 molto poco efficiente nella maggior parte dei casi.<\/p>\n<p>I non metalli invece assorbono molto bene la radiazione laser, in particolare quella del laser a CO2 e pertanto possono essere lavorati in modo <strong>molto efficiente.<\/strong> Basta una piccola concentrazione di energia laser per avviare le trasformazioni del materiale che realizzano la lavorazione.<\/p>\n<h3>Riflettivit\u00e0<\/h3>\n<p>Questa propriet\u00e0 \u00e8 rilevante soprattutto per i <strong>metalli.<\/strong> Se possiamo in generale dire che tutti i metalli hanno un alto grado di riflettivit\u00e0, \u00e8 anche vero che non si tratta di un parametro fisso. La riflettivit\u00e0 di un metallo pu\u00f2 variare con il variare delle propriet\u00e0 fisiche del metallo. La riflettivit\u00e0 ad esempio diminuisce quanto un metallo \u00e8 riscaldato o quando si utilizzano lunghezza d\u2019onda pi\u00f9 corte.<\/p>\n<p>La riflettivit\u00e0 di un metallo pu\u00f2 essere limitata mediante l\u2019utilizzo di una pellicola non riflettente applicata alla superficie del materiale.<\/p>\n<p>Anche la polarizzazione del raggio influisce sulla riflettivit\u00e0 di un materiale.<\/p>\n<h2>Caratteristiche del processo<\/h2>\n<p>Il processo di lavorazione laser pu\u00f2 essere svolto in molti modi diversi e utilizzare tecnologie diverse.<\/p>\n<p>Le seguenti <strong>caratteristiche<\/strong> <strong>del processo<\/strong> di lavorazione influenzano il risultato finale:<\/p>\n<ul>\n<li>velocit\u00e0 di spostamento del raggio<\/li>\n<li>gas di assistenza<\/li>\n<li>forma dell\u2019ugello<\/li>\n<li>distanza di spruzzatura<\/li>\n<li>posizione del piano focale e lunghezza focale<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Velocit\u00e0 di spostamento del raggio<\/h3>\n<p>La <strong>velocit\u00e0 di spostamento<\/strong> del raggio \u00e8 fondamentale nel determinare il risultato finale di una lavorazione. Pi\u00f9 il materiale \u00e8 spesso pi\u00f9 il laser deve procedere lentamente perch\u00e9 se \u00e8 troppo veloce non riesce a penetrare il materiale.<\/p>\n<p>In alcuni casi questo principio pu\u00f2 essere usato con uno scopo, ad esempio per realizzare le lavorazioni di marcatura e incisione laser.<\/p>\n<p>D\u2019altro canto, se il laser procede troppo lentamente il materiale si riscalda troppo, aumentando la zona influenzata termicamente con conseguente <strong>carbonizzazione<\/strong> e <strong>danneggiamento<\/strong> del materiale.<\/p>\n<p>La giusta velocit\u00e0 \u00e8 quella che permette di ottenere la migliore qualit\u00e0 <strong>relativamente al risultato desiderato,<\/strong> nel modo pi\u00f9 efficiente possibile.<\/p>\n<h3>Assist gas<\/h3>\n<p>In alcuni processi di taglio l\u2019emissione del laser pu\u00f2 essere accompagnata da un <strong>getto di gas.<\/strong> Questa tecnica consente di migliorare l\u2019efficienza, la velocit\u00e0 o la qualit\u00e0 della lavorazione.<\/p>\n<p>Fra i gas pi\u00f9 utilizzati ci sono l\u2019ossigeno, usato nel taglio dell\u2019acciaio dolce, l\u2019azoto, per il taglio taglio delle leghe di nickel, ma sono anche usati l\u2019elio, l\u2019argon e altri gas inerti, la semplice aria compressa.<\/p>\n<p>Il getto di gas pu\u00f2 essere sia coassiale al raggio laser che orientato. La decisione finale dipende dalle caratteristiche che deve avere la lavorazione desiderata.<\/p>\n<h3>Forma dell\u2019ugello<\/h3>\n<p>L\u2019ugello \u00e8 il dispositivo mediante il quale il raggio laser \u00e8 irradiato sulla superficie da lavorare. La sua configurazione ha un\u2019influenza nel determinare le caratteristiche del taglio come la forma, la dimensione e i bordi.<\/p>\n<h3>Distanza di spruzzatura<\/h3>\n<p>Questo parametro \u00e8 determinato dalla distanza tra l\u2019ugello e la superficie da lavorare. La distanza di spruzzatura influenza il getto di gas. Un\u2019eccessiva distanza pu\u00f2 provocare turbolenze che creano irregolarit\u00e0 nel taglio. Se al contrario l\u2019ugello \u00e8 troppo vicino al piano di lavoro, eventuali schizzi di materiale fuso possono danneggiare la lente di focalizzazione del laser.<\/p>\n<h3>Posizione del piano focale e lunghezza focale<\/h3>\n<p>Il laser ha bisogno di essere sempre <strong>messo<\/strong> <strong>a<\/strong> <strong>fuoco<\/strong> sul piano di lavoro. Oltre il punto di focalizzazione infatti il raggio procede in modo divergente. Il punto di messo a fuoco deve quindi essere sempre sulla superficie da lavorare, in modo da ottenere la massima densit\u00e0 energetica e la massima precisione. Controllare questo parametro \u00e8 quindi fondamentale per ottenere lavorazioni di buona qualit\u00e0 e uniformi lungo tutto il percorso del laser.<\/p>\n<h2>Ogni configurazione laser \u00e8 specifica<\/h2>\n<p>In base a quanto abbiamo detto appare evidente che non \u00e8 possibile standardizzare le applicazioni laser. I materiali da lavorare, le caratteristiche del processo, le caratteristiche tecniche del sistema laser determinano il tipo di configurazione da utilizzare. <a href=\"http:\/\/staging.elenlaser.com\/it\/contact\/\">Contattaci<\/a>: i nostri esperti potranno aiutarti a capire meglio qual \u00e8 il sistema laser pi\u00f9 adatto alle tue necessit\u00e0.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Negli ultimi decenni, il laser \u00e8 diventato uno strumento di lavorazione molto diffuso. Il suo ruolo come strumento di produzione \u00e8 sempre pi\u00f9 affermato, sia nelle applicazioni tradizionali come il taglio laser, la saldatura laser o la marcatura laser, sia in quelle pi\u00f9 avanzate, come la sverniciatura laser, il trattamento superficiale o la microperforazione. 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