Tipi di laser a confronto - Quale scegliere?

Ottobre 01, 2021

Tipi di laser a confronto – Quale scegliere?

Il taglio laser, l’incisione laser e la marcatura laser sono tecniche molto utili per lavorare una grande quantità di materiali.

La lavorazione laser è, infatti, estremamente precisa e consente di creare prodotti dotati di caratteristiche fisiche ed estetiche estremamente diversi l’uno dall’altro. Tramite la lavorazione laser è, infatti, possibile creare oggetti unici, dotati di particolari forme e decorazioni. Se sei in possesso di un’azienda e vuoi pubblicizzare il tuo marchio personalizzando un prodotto, l’incisione su metallo con il laser è la tecnica migliore da utilizzare.

Esistono 3 principali tipi di laser attualmente impiegati nell’ambito industriale, ognuno delle quali si adatta meglio ad un certo tipo di materiale ed in generale ha i propri vantaggi o svantaggi rispetto all’altro nel compiere determinate operazioni come taglio, saldatura, marcatura e incisione laser.

In generale, rispetto ad altre tecnologie, i laser hanno il vantaggio di permettere di effettuare operazioni con grande precisioneflessibilità e rapidità, ottenendo un prodotto finale di elevata qualità ad un costo contenuto. Il primo criterio per distinguere un laser dall’altro è rappresentato dalla tecnologia della sorgente e dal suo mezzo attivo. Per poter scegliere il tipo di laser più adatto alle proprie necessità di produzione bisogna dunque conoscerne le caratteristiche e saperli distinguere.

Fin dall’antichità l’uomo plasma il metallo e da sempre Vi è l’esigenza di contrassegnarlo, sia per fini artistici che di personalizzazione che di tracciabilità. Il metallo è complesso, conduttivo, reattivo e composto da sostanze chimiche e leghe. Quando si decide di marcarlo sarà opportuno scegliere la macchina per la marcatura meccanica o laser che meglio risponde al tipo di metallo che si intende incidere. Acciaio inossidabile Alluminio. Alluminio anodizzato. Metalli temprati. Lega di acciaio. Titanio e leghe di titanio. Carburi. Ottone. Rame. Metalli preziosi. Metalli rivestiti.

Perché marcare il metallo? L’incisione su metallo viene utilizzata per la marcatura di testi, loghi, immagini, numeri, codici 2D, ecc. Le industrie che marcano il metallo sono le più svariate dal mondo del gioiello al settore medicale, automotive, aeronautico, energia solo per citarne alcune.

Andiamo dunque a scoprire in dettaglio le tipologie di laser attualmente esistenti in commercio.

Tipi di laser a confronto – Come funzionano?

Esistono 3 principali tipi di laser attualmente impiegati nell’ambito industriale, ognuno delle quali si adatta meglio ad un certo tipo di materiale ed in generale ha i propri vantaggi o svantaggi rispetto all’altro nel compiere determinate operazioni come taglio, saldatura, marcatura e incisione laser.

In generale, rispetto ad altre tecnologie, i laser hanno il vantaggio di permettere di effettuare operazioni con grande precisioneflessibilità e rapidità, ottenendo un prodotto finale di elevata qualità ad un costo contenuto.

Il primo criterio per distinguere un laser dall’altro è rappresentato dalla tecnologia della sorgente e dal suo mezzo attivo.

Per poter scegliere il tipo di laser più adatto alle proprie necessità di produzione bisogna dunque conoscerne le caratteristiche e saperli distinguere.

Andiamo dunque a scoprire in dettaglio le tipologie di laser attualmente esistenti in commercio.

Tipi di Laser a confronto

Laser C02

Il laser CO2 è uno dei Laser che basa il proprio funzionamento sull’impiego di un elemento attivo gassoso, ovvero una miscela di biossido di carbonio che viene stimolata elettricamente.

I laser CO2 tipicamente lavorano a lunghezze d’onda di 10.6um e sono stati i primi utilizzati in ambito produttivo, in particolare per il taglio lamiera.

Attualmente sono stati quasi completamente soppiantati dai laser in fibra nella lavorazione dei metalli, ma mantengono un’ampia diffusione nel mondo delle plastiche e dei materiali organici.

Il taglio, la foratura e la marcatura di materiali come plexiglassacrilico, legnotessuticartafilm plastici, cuoio o marmo sono tra le applicazioni più diffuse di questa tecnologia.

Un’altra delle applicazioni industriale delle sorgenti CO2 è la saldatura di film nel mondo del packaging.

I laser CO2, in questi ambiti, sono ampiamente preferiti alle tecnologie più tradizionali per la qualità, la velocità e la stabilità del processo e i costi di gestione degli impianti.

Laser Yag (o Laser a Stato solido)

Storicamente i primi laser allo stato solido utilizzati in campo industriale sono stati i ben noti Nd:YAG pompati a lampada.

In questi Laser si usano particolari reticoli cristallini (YAG) che vengono drogati con terre rare quali il NeodimioOlmioErbio, ecc.

Nella sorgente l’eccitazione del mezzo attivo, ad esempio la barra di Nd:YAG, è ottenuta attraverso una lampada che immette energia all’interno del cristallo e conseguentemente all’interno della cavità.

Il principale limite di questa architettura è rappresentato dalla scarsa efficienza energetica del sistema e in seconda battuta dalla durata dei consumabili (MTBF) nell’ordine delle centinaia di ore.

L’evoluzione tecnologica ha portato a sostituire la lampada con diodi e ha permesso miglioramenti sia dal punto di vista energetico che di usura, i diodi hanno ormai aspettative di vita fino a 20,000 ore di accensione.

La lunghezza d’onda dei laser più diffusi (Nd:YAG), è di 1064nm e li rende idonei ad applicazioni sia di marcatura che di saldatura su metalli, ma anche su alcuni materiali plastici.

Laser Fibra

Il laser in fibra è in realtà una sottocategoria dei laser allo stato solido, ma ha raggiunto una diffusione tale da poter essere considerato una categoria a sé stante.

Il funzionamento del laser in fibra è basato sul pompaggio, attraverso un sistema di diodi, del mezzo attivo, Ytterbio, di cui è drogata una fibra che induce l’emissione di un fascio a 1064nm di lunghezza d’onda.

Le sorgenti in fibra di tipo MOPA consentono di gestire i parametri di processo con maggior flessibilità per applicazioni anche su materiali plastici tradizionalmente ostici al 1064nm.

La minore lunghezza d’onda rispetto al CO2 risulta maggiormente compatibile con i metalli rendendo possibile processare materiali anche altamente riflettenti come ottoneoroargento e rame e consente di ottenere spot molto piccoli, nell’ordine delle poche decine di micron.

Le sorgenti in fibra hanno segnato una rivoluzione nel mondo dei laser.

L’affidabilità intrinseca all’architettura dei laser in fibra consente di realizzare sistemi sostanzialmente esenti da manutenzione per decine di migliaia di ore di funzionamento.

Ulteriori vantaggi della fibra sono rappresentati dalla eccezionale efficienza energetica, dalla compattezza e dalla semplicità di integrazione assolutamente incomparabili alle generazioni precedenti di laser allo stato solido.

Tutte queste caratteristiche permettono alla tecnologia dei laser in fibra di essere utilizzata in uno spettro amplissimo di applicazioni che vanno dalla marcatura sia di metalli che di plastiche, alla saldatura, dal taglio ormai anche di spessori importanti di metallo alle microlavorazioni.

Tipi di Laser per Settore Medicale e Centri estetici

Le tipologie di laser non finiscono qui, ma si ampliano se ci riferiamo anche ad utilizzi non strettamente industriali come quelli medici ed estetici.

Altra tipologia di laser sono ad esempio i laser ad eccimeri, che vengono impiegati specificamente in lavorazioni in cui è necessaria grande precisione o nelle microlavorazioni, come nel caso dell’elettronica, ma anche nella microchirurgia e nella chirurgia refrattiva.

Sempre nel campo medico hanno ampia diffusione i laser a stato liquido (es. Dye Laser).

Nel campo della depilazione e dell’estetica sono invece impiegati i laser a diodo che appartengono alla categoria dei laser a semiconduttori.

In ambito industriale, questi tipi di laser sono invece impiegati principalmente per la saldatura di metalli e plastiche, per processi di trattamento termico e orami e per il taglio dei materiali riflettenti con consumi energetici bassi.