Industria

Laser industriali per incisioni: la tecnologia a fibra

L’ingresso deliberato delle tecnologie laser nell’ambito operativo di tanti tipi di industrie manifatturiere non si può certamente più qualificare come un avvenimento nuovo; sono in realtà ormai diversi anni che, in un numero sempre crescente di ambiti industriali, e per la lavorazione di sempre più grandi quantità di materiali, viene introdotto in modo crescente l’utilizzo della tecnologia laser per incisioni e marcature, fra tante altre applicazioni. Nondimeno, se non è una notizia l’utilizzo generico del tipo di tecnologia, questo non significa che non vi siano, e costantemente, migliorie e innovazioni; fra le più interessanti possiamo certo considerare i laser a fibra.

Perchè, si potrebbe chiedere, realizzare un’ennesima miglioria a uno strumento di uso ormai regolare? Non sarebbe inverosimile, a questo punto, domandarsi se il motivo per cui i ricercatori hanno sviluppato una nuova varietà di laser non sia un qualche fallo, una qualche debolezza strutturale tipica di tutti I tipi tradizionali di laser. Ci sono forse, nel modello costruttivo e di funzionamento dei laser di tipo classico (come quelli, ad esempio, a lampade o a diodi) delle debolezze evidenti, forse perfino dannose, sorvolate in tanti anni di impiego nell’industria?

Non sarebbe esatto rispondere “sì” alla domanda che ci siamo appena posti, e infatti le industrie che usano i laser di tipo più convenzionale nei propri processi di fabbricazione ben di rado si trovano ad avere cagione di lagnarsi dei risultati. Tuttavia, bisogna concedere che esiste, in effetti, un punto di forza speciale dei laser cosiddetti “a fibra” che può, in taluni casi, fare un’importante differenza.

Andiamo appunto ad esaminare quale sia la struttura costruttiva di un cosiddetto “laser a fibra”, e quali siano le caratteristiche uniche tipiche di questo genere di dispositivo, così da confrontarle con quelle, ormai ben note, dei laser a diodi o a lampade.

L’innovazione che rende particolari I laser a fibra, la tipicità costruttiva da cui deriva il loro interesse, deriva da una tecnica utilizzata, essenzialmente, nel campo della telecomunicazione, e nello specifico nei moderni sistemi a fibra ottica: stiamo parlando di quello che viene normalmente chiamato “giunto in fibra”. Strutturalmente, si utilizza nel campo dei laser per congiungere alla fibra principale, e renderglieli solidali, tutti i componenti rilevanti del dispositivo, dalla fibra attiva, ai combinatori in fibra, ai diodi laser di pompa. Se andiamo a fare un confronto con I laser YAG tradizionali, notiamo che in questi modelli tutti i componenti che abbiamo nominato sono separati, e applicati su una piattaforna, sulla quale vengono allineati, in fase di costruzione, in maniera ottimale. Per questa ragione, pur partendo in condizioni perfette, possono patire, per via dell’espansione termica, un disallineamento dei componenti ottici, che riduce l’efficacia del laser e richiede una manutenzione per ripristinarla – difficoltà che è assolutamente assente nei laser a fibra.

Oltre ad esibire questa importante nota di solidità, che ne riduce i costi di gestione circa a zero, eliminando uno di quelli che già erano fra i pochi motivi di mettere in atto manutenzione su un laser, i laser a fibra hanno il beneficio di risultare molto compatti. La sorgente a fibra vanta inoltre una efficienza di conversione elettro-ottica elevatissima, superiore al 30%, limitando il consumo a poche centinaia di watt; tutti questi fattori di vantaggio portano la durata di un laser a fibra a soglie interessantissime, superiori alle 30.000 ore di funzionamento, ripagandone ampiamente i costi.