Taglio laser

Il taglio dei metalli è un insieme di tecniche volte a ridurre le lamiere a forme geometriche desiderate, rimuovendo il composto in eccesso, ottenendo così due prodotti: il pezzo finito e il materiale di scarto, chiamato trucioli.

Le metodologie impiegate in ambito metallurgico per il taglio dei metalli sono numerose. Genericamente, implicano tutte l’utilizzo di utensili di ultimo sviluppo, che separano le lamiere grazie all’impiego di tecnologie molto progredite e veloci.

Lavorazione taglio laser e al plasma

Sentendo parlare di plasma e laser potreste essere tratti in inganno, pensando ai colpi di spada laser nell’ultimo film di Star Wars, proiettato su una TV al plasma a schermo piatto; invece ci accingiamo a spiegarvi nel dettaglio le differenti tecniche di taglio in siderurgia.

Tra le diversi sistemi, il taglio al plasma e il taglio laser si distinguono per maggior frequenza di utilizzo, flessibilità e precisione, non a caso sono anche i metodi più attuali.

Il taglio laser (acronimo di light amplification by stimulated emission of radiation) è un processo di lavorazione termica che concentra l’energia di un raggio laser come fonte di calore, che una volta indirizzato su superfici sottili, provoca localmente un aumento di temperatura, tale da innescare un processo di ablazione.

Questa tecnica permette di conseguire la lavorazione con estrema precisione e rapidità, riducendo notevolmente sia i tempi dei cicli di produzione, sia gli sprechi di materiale. I rendimenti ottimali lo rendono molto idoneo alla prototipazione.

Il taglio al plasma si basa sul principio di una lavorazione già esistente, quella della saldatura tramite getto di plasma, adattata in tal caso alla procedura di taglio: funziona grazie a un ugello attraverso il quale viene emesso un getto di gas ad alta pressione.

Il gas origina un arco elettrico fra gli elettrodi e la superficie da tagliare, una sorta di corto circuito, che trasforma il gas in plasma; tale plasma, producendo calore, andrà a causare la rottura del metallo dal punto di vista molecolare.

Laser o al plasma?

Questi due processi possiedono indubbiamente caratteristiche in comune, ma presentano anche differenze strutturali molto importanti, che decretano quando sia opportuno prediligere l’uno piuttosto che l’altro, a seconda dello scopo finale e della superficie da lavorare.

Non esiste, infatti, un metodo migliore in senso assoluto, ma semplicemente il più adatto al tipo di operazione da realizzare.

Entrambi conseguono il taglio tramite calore e permettono l’ottenimento di tagli estremamente precisi. Qualora le lamiere di metallo da lavorare siano particolarmente sottili, si consiglia l’utilizzo del taglio al laser, che consente un livello di accuratezza ancora superiore, mentre per superfici con uno spessore maggiore, è da prediligere la più economica tecnica al plasma, in quanto le eventuali imperfezioni sarebbero meno invasive.

È da precisare, infatti, che i costi sia operativi sia di manutenzione, sono più gravosi nel caso della tecnologia laser.

Viaggio nel tempo

Taglio al plasma: come accennato in precedenza, nasce da una tecnologia già esistente, quella della saldatura tramite getto di plasma. La svolta inventiva su questa tecnica arriva nel 1955, quando Robert Gage brevettò l’invenzione di un ugello, ovvero una parete che, posta lungo il percorso del plasma caldo, lo costringe all’interno di un percorso obbligato e quindi verso una forma prestabilita.

Taglio al laser: nei primi del 900 Einstein annuncia il fenomeno dell’emissione stimolata, che è alla base di ogni tecnologia laser; altra tappa fondamentale nel 1950, quando Gordon Gould, studente della Columbia University, teorizza l’utilizzo dell’emissione stimolata per amplificare la luce attraverso un risonatore ottico, che sarà poi indicato con la terminologia laser.

Nel 1960 Theodore Maiman realizza il primo prototipo.

Durante gli anni ‘70 i continui perfezionamenti aprirono la strada al primo sistema laser a 2 assi, che fu sviluppato nel 1975. Il salto definitivo fu negli anni ’80, con l’arrivo di laser di piccole dimensioni e poco costosi, che inaugurarono una nuova era nella lavorazione di materiali mediante laser, dal taglio alla saldatura.

Programma AutoCAD

Il programma di disegno tecnico assistito AutoCAD, acronimo di computer aided design, è strettamente collegato alla lavorazione delle lamiere in campo metallurgico, poiché svolge l’importante compito di fornire le istruzioni al macchinario che effettuerà il taglio: AutoCAD, infatti, genera sia il disegno delle parti da tagliare, sia le istruzioni di taglio per il macchinario.

Nonostante AutoCAD sia tutt’oggi un supporto imprescindibile alla produzione di disegni bi- e tridimensionali in ambito ingegneristico, architettonico, meccanico ed elettrotecnico, è curioso sapere che è stato ideato ben nel 1982 dalla società americana Autodesk.