Fibra: la nuova frontiera del laser

La progressiva e inarrestabile automazione delle fabbriche di ogni genere e tipo ha portato nei capannoni di aziende grandi e piccole una vastissima quantità di attrezzature industriali, e fra queste i laser da incisione e da marcatura non sono di sicuro ormai più fra quelle da catalogare come ultime novità; in ambiti che aumentano di anno in anno, e per una quantità di materiali sempre più vasta, con lavorazioni di generi anche diversissimi fra loro, le aziende da molti anni scelgono senza occorrenza di grosse riflessioni di inserire nel proprio procedimento produttivo dei macchinari a tecnologia laser. A differenza però di altri ambiti, dove la diffusione ha fermato il progresso, qui si assiste invece al dilatarsi di innovazioni e modifiche, fra cui è abbastanza recente l’introduzione, e rapida diffusione, dei laser a fibra.

A voler però essere sospettosi, e a dirla tutta anche un po’ oltremisura scrupolosi, si potrebbe far nascere da questa situazione una istanza poco simpatica. Dietro a tutte queste ricerche e continue migliorie di una tecnologia, come quella laser classica basata sulle lampade e sui diodi, che è ormai uno standard assolutamente riconosciuto, non ci sarà un qualche difetto di funzionamento nascosto e tipico di tali macchinari? Per caso, nonostante i decenni di intensa applicazione nell’industria, non è mai stato rilevato un grave problema strutturale o d’efficienza di questo genere di strumenti che può inficiarne i risultati? Su questo è possibile fornire, per fortuna, una risposta completa, decisa e soddisfacente: nel modo più assoluto, no. All’opposto, gli ottimi risultati operativi delle aziende che hanno integrato e integrano i laser tradizionali nella propria lavorazione dimostrano la bontà del prodotto. Rimane però vero, questo sì, che i laser a fibra presentano dei vantaggi significativi e completamente unici.

Andiamo dunque, per meglio comprendere quale motivo abbia portato alla ricerca e allo sviluppo di questa ennesima nuova tecnologia laser, a studiarne le singolarità, i vantaggi riconosciuti, rispetto ai laser utilizzati da decenni nell’industria, e cui facevamo cenno prima, ossia quelli a diodi e a lampade.

È dal settore delle telecomunicazioni, anziché da quello manufatturiero, che ha origine lo strumento tecnico che è alla base dell’intera progettazione dei laser in fibra: in tale ambito, infatti, viene spesso utilizzata la tecnica del giunto in fibra, che nei laser di nuova concezione 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 soltanto al momento dell’assemblaggio vengono allineati correttamente e saldati alla loro base. Questa prassi infatti ha un difetto: per preciso che sia l’allineamento iniziale, il calore a cui la base viene abitualmente sottoposta durante l’esercizio porterà per forza a delle deformazioni per espansione termica, le quali comprometteranno in modo irreversibile l’allineamento – e quindi l’efficienza – dell’intero laser. Rischio che viceversa, come abbiamo appena descritto, non esiste neanche remotamente nei laser in fibra, dove tutte le componenti sono invece solidali.

Le tecnologie laser sono già per loro natura caratterizzate, anche nei modelli tradizionali, da richieste di manutenzione bassissime, pressoché trascurabili: l’eliminazione del nodo appena descritto va a portarle pressochè a zero, con evidenti vantaggi. Altra caratteristica dei laser a fibra è la loro elevata compattezza, che si accompagna ad un’efficienza di conversione elettro-ottica, grazie alla sorgente in fibra, attestata intorno al 30% con un consumo non superiore a poche centinaia di watt. Combinandosi, questi evidenti vantaggi portano alla prerogativa forse più interessante dei laser in fibra: una durata, a pieno regime, che supera la trentamila ore, e che da sola li rende un investimento che si ripaga da sé.

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