Immagine del gran numero di visitatori che affolla i corridoi del padiglione 13 della Fiera di Hannover dove si sta svolgendo la 23ma edizione di EuroBLECH.
Grande l’affluenza di visitatori ad Hannover alla 23a edizione di EuroBLECH, Fiera Internazionale Tecnologica della Lavorazione della Lamiera. Novità, trend, impressioni e previsioni nel racconto del nostro inviato.
di Alessandro Vitali
Era molta l’attesa per la 23a edizione di EuroBLECH (www.euroblech.com/italiano/), Fiera Internazionale Tecnologica della Lavorazione della Lamiera, che si è svolta ad Hannover dal 21 al 25 ottobre 2014. I potenziali utenti dei sistemi per taglio laser erano curiosi di vedere come avrebbero risposto le aziende concorrenti alle innovazioni che erano state presentate a fine del 2013 da Trumpf (www.it.trumpf.com/) e da Amada (www.amada.it). Le due aziende con le loro proposte avevano rivitalizzato le vendite di sistemi per il taglio di lamiera che utilizzano sorgenti con emissione alla lunghezza d’onda di circa 1 µm.
Ad EuroBLECH 2014 non si sono viste grandi innovazioni tecnologiche sulle applicazioni di taglio, ma non sono per questo mancate le sorprese: tra tutte, l’inizio del tramonto dei laser a CO2 che hanno dominato questo importante settore negli ultimi quaranta anni. Pur con molta difficoltà e forse quindi con qualche imprecisione di calcolo abbiamo infatti visto operativi in fiera ben 43 sistemi che utilizzavano sorgenti a 1 µm (erano 28 nell’edizione precedente del 2012, 13 nel 2010 e 4 nel 2008) e solo 6 sistemi utilizzanti sorgenti a CO2 (erano 8 nel 2012, 15 nel 2010, 23 nel 2008). Questa variazione rappresenta a nostro avviso un deciso cambiamento di indirizzo tecnologico. Tutto questo non significa una prossima scomparsa dei sistemi con laser a CO2 dalle applicazioni di taglio della lamiera 2D (come è già di fatto avvenuto per le lavorazioni 3D) ma solamente un ampliamento delle possibilità applicative delle sorgenti a stato solido. Probabilmente le case concorrenti di Trumpf e Amada, non potendo rispondere adeguatamente alle sfide poste riguardo alla condizione applicative dei sistemi utilizzanti laser in fibra, hanno preferito spostare il tiro, come vedremo in seguito.
Mazak ha presentato il sistema Optiplex Fiber II equipaggiato con la sua nuova testa di focalizzazione “multicontrol torch” che garantisce una elevata flessibilità operativa.
NUOVI PRODUTTORI DI LASER IN FIBRA
La decrescita dei sistemi con laser a CO2 si è evidenziata anche nella presenza di un maggiore numero di produttori (diretti o indiretti) di laser in fibra. Fino ad alcuni anni fa vi era nel mercato un unico fornitore di queste sorgenti: IPG Photonics (www.ipgphotonics.com). Successivamente sono state presentate le sorgenti proposte da Rofin (www.rofin.it), SPI Lasers (www.spilasers.com), JK Lasers (www.jklasers.it) e, da ultima, Amada con i suoi laser prodotti in collaborazione con l’americana JDSU (www.jdsu.com). A fine 2013 alla fiera Fabtech (www.fabtechexpo.com) Takashi Yamazaki, amministratore delegato di Yamazaki Mazak Corporation, ci aveva detto: “Ovunque si vedono sistemi laser che utilizzano la stessa sorgente (magari con diverse potenze) e la stessa testa di focalizzazione. Questi a nostro avviso sono gli elementi chiave di ogni sistema qui presente. Come possiamo distinguerci da questa massa di costruttori? Non possiamo distinguerci da questi solamente per una meccanica più efficace o per opzioni aggiuntive”.
A distanza di un solo anno, ad EuroBLECH 2014 la situazione è già molto diversa. Molti costruttori di sistemi hanno presentato soluzioni sviluppate internamente con l’aiuto di società esterne, come la franco-canadese CorActive (www.coractive.com), che offrono moduli di diodi di pompa, la fibra attiva e danno le istruzioni per il montaggio di più moduli in grado di erogare ciascuno potenze di 500-1000 W al fine di realizzare l’intera sorgente con la potenza desiderata (con la manutenzione che rimane a carico di chi ha fatto il montaggio). Oltre a queste soluzioni artigianali sappiamo poi che le principali case produttrici di sistemi stanno attivamente operando da anni per sviluppare internamente proprie sorgenti in fibra per arrivare a ottenere un prodotto proprio che consentirebbe, tra l’altro, di contenere i costi di vendita ed esercitare una forte azione di marketing.
Nello stand dell’azienda franco-canadese CorActive vi era questo modulo da 1 kW per costruirsi una propria sorgente in fibra.
LASER A DIODI DIRETTI
La seconda grande novità di EuroBLECH 2014 è data dalla prima proposizione al mondo di un sistema industriale per taglio lamiera utilizzante laser a diodi diretti, presentato da Amada.
Da molto tempo si parla di queste sorgenti allo stato solido, caratterizzate da un’efficienza di conversione energetica del 40% (circa quattro volte quella dei laser a CO2), ma con una qualità del fascio, in genere, poco adatta alle applicazioni di taglio (sempre ad EuroBLECH questo tipo di sorgenti è stato utilizzato da Panasonic per saldature robotizzate).
Katsuhide Ito, Executive Officer di Amada, ci ha illustrato le prioprietà di questi diodi diretti (denominati DDL) con potenza di 2 kW, frutto della cooperazione con la società americana JDSU: “Questi diodi hanno sostanzialmente la stessa qualità del fascio delle sorgenti a CO2 di pari potenza che utilizziamo nei nostri sistemi (8-9 mm x mrad) e consentono una riduzione di circa il 50% nel consumo di energia elettrica rispetto a quelle. Un’altra caratteristica di questa sorgente è data dalla possibilità di utilizzare una fibra ottica sino alla testa di focalizzazione del sistema, consentendo quindi l’eliminazione del tradizionale percorso ottico con specchi caratteristico degli impianti con laser a CO2”.
Confronto tra le velocità di taglio ottenibili con una sorgente a diodi diretti da 2 kW ed una sorgente a CO2 di pari potenza in lamiere di acciaio al carbonio e lega di alluminio aventi uno spessore di 1 mm.
Vengono presentati dei campioni di materiali diversi tagliati con la sorgente DDL da 2 kW e vengono fatti confronti con quanto ottenibile con laser a CO2 di pari potenza: per quelli in acciaio dolce, con spessori fino a 12 mm, la qualità dei bordi nel primo caso risulta essere decisamente migliore (per spessori di 1 mm la velocità di taglio è di circa 30% superiore, mentre per 12 mm risulta essere sostanzialmente uguale); per quelli in alluminio la velocità fino a 4 mm è decisamente superiore (fino al 75%, per spessori di 1 mm), con qualità dei bordi paragonabili. Si deve tener presente che queste sorgenti a stato solido hanno lunghezza d’onda di poco inferiore a 1 µm e quindi presentano caratteristiche di assorbimento da parte dei materiali metallici simili a quelle dei laser in fibra ma, avendo un fattore di qualità del fascio quattro volte maggiore rispetto a quelle, il solco di taglio prodotto risulta essere più largo, creando quindi bordi di taglio con minori rugosità.
Sistema Ensis 3015 AJ dotato della propria sorgente in fibra da 2 kW e di un dispositivo di controllo del fascio laser che ne adatta automaticamente le caratteristiche in funzione dello spessore del materiale che deve essere tagliato. Questo sistema garantisce per l’acciaio al carbonio le stesse prestazioni che sono ottenibili con una sorgente in fibra con potenza doppia.
SISTEMI CON POTENZE LASER MAGGIORI
In alternativa, alcune aziende hanno preferito presentare soluzioni che utilizzano maggiori potenze laser. Mentre il taglio di acciaio dolce assistito da ossigeno è principalmente dipendente dalla qualità del materiale e dal grado di purezza dell’ossigeno, ma è largamente indipendente dalla potenza laser, quello degli acciai legati risulta essere fortemente dipendente da questa ultima variabile: tanto maggiore è la potenza impiegata, tanto maggiore è lo spessore del materiale tagliato o la velocità di lavoro per un dato spessore.
Questa semplice considerazione è stata messa in atto da Trumpf sulla macchina TruLaser 5030 fiber (equipaggiata con l’opzione BrightLine fiber) che utilizza il fascio di una sorgente TruDisk 8000 da 8 kW. Una delle applicazioni è data dal taglio ad alta velocità di componenti in lega di alluminio: una lamiera dallo spessore di 2 mm viene tagliata (con contorni complessi) alla velocità massima di 70 m/min (con buona qualità dei bordi), con assistenza di ossigeno a 7 bar. Lo stesso viene fatto su altri materiali in spessori sottili. Si tratta di un altro modo di utilizzare il taglio laser, meno dipendente dalla sorgente, se non dalla sua potenza. Vista la grande richiesta di applicazioni di taglio laser, siamo certi che questa avrà un buon successo. Si deve notare che a Fabtech 2014 abbiamo visto applicazioni analoghe su un impianto Whitney di Megafab (www.megafab.com) equipaggiato con un laser in fibra da 12 kW: una lamiera di acciaio dolce da 6 mm tagliata, in modo contornato, a 12,3 m/min.
LUNGA VITA AL TAGLIO LASER
Alcuni anni or sono, forse in maniera provocatoria, ci era stato chiesto di scrivere un articolo sulla saturazione e prossima morte del taglio laser: ci siamo rifiutati, contestando che si fosse prossimi sia a una saturazione che a una sua morte. Lo sviluppo attuale, sommariamente descritto in questo articolo, lo dimostra. Il taglio laser è più vivo che mai con i suoi oltre 6.500 impianti venduti annualmente nel mondo solamente per la lavorazione della lamiera. Quello a cui si è assistito è stato piuttosto un ingresso di troppi attori, la maggior parte dei quali con approssimative cognizioni tecniche, che hanno complicato il quadro complessivo non solo a noi spettatori-tecnici, ma anche agli utilizzatori.
Visione del laser in fibra ByFiber 3000 sviluppato da Bystronic.
