I laser industriali si accendono

Mentre le scoperte più esotiche nel campo dei laser industriali tendono a fare notizia, i produttori di piccole e medie dimensioni continuano a sfruttare i vantaggi in termini di risparmio di tempo e manodopera dei potenti sistemi di taglio, saldatura e marcatura di fornitori che combinano una guida intensiva del processo con un software operativo più intelligente .

I progressi che includono l'unità portatile LightWELD 1500 di IPG, sistemi di produzione additiva a produttività più elevata e laser a lunghezza d'onda blu più robusti hanno ottenuto numerosi riconoscimenti quest'anno. Il LightWELD è stato uno dei tre finalisti nella categoria produzione dei premi annuali PRISM presentati da SPIE, la società internazionale per l'ottica e la fotonica.

Anche se i sistemi di taglio, saldatura e marcatura su larga scala tendono a essere al centro dell'attenzione di Manufacturing Engineering (e non deluderemo, aggiornandoti su questi sistemi più avanti in questo articolo), vale la pena discutere delle "ricchezze di nicchie" offerte dalla padronanza di più sistemi avanzati basati sulla fotonica. I negozi che investono nelle giuste apparecchiature di fascia alta e affrontano il rigoroso processo di convalida dei fornitori hanno riscontrato successo, ad esempio, nella produzione medica a contratto.

Gli altri due finalisti della produzione PRISM, Boston Micro Fabrication (BMF) e nLight, Vancouver, Washington, hanno introdotto i progressi della stampa 3D per aumentare la velocità e la qualità della produzione industriale. L'AFX-1000 di nLight "è stato sviluppato per consentire l'adozione diffusa della fusione laser a letto di polvere... produzione additiva di metalli per la produzione in serie", secondo un comunicato stampa. Il comunicato afferma che "il laser a fibra AFX di nLIGHT ha dimostrato di aumentare significativamente la velocità di costruzione mantenendo un'eccellente qualità e consistenza del materiale. AFX ottiene questi risultati consentendo di personalizzare la dimensione e la forma del raggio in tempo reale, interamente all'interno del laser a fibra, e senza l'uso di complesse ottiche per lo spazio libero."

BMF Ultimate ha vinto il PRISM 2021 per la sua stampante 3D a microprecisione microArch S240 su misura per la produzione industriale a breve termine. L'S240 "è costruito sulla tecnologia brevettata Projection Micro Stereolithography di BMF o PμSL, una tecnica che consente la rapida fotopolimerizzazione di un intero strato di polimero liquido utilizzando un flash di luce UV con una risoluzione su scala micro", si legge in un comunicato stampa. "La produzione superiore di parti complesse, esatte e replicabili rende PμSL ottimale per i casi d'uso di parti finali e prototipazione in un'ampia gamma di settori, tra cui la produzione di dispositivi medici, la microfluidica, MEMS, la biotecnologia e i prodotti farmaceutici, l'elettronica, l'istruzione e la ricerca e sviluppo."

Per la saldatura di componenti in rame e alluminio nelle batterie agli ioni di litio, in particolare per i veicoli elettrici, i laser blu sono diventati famosi grazie ai metalli che assorbono la lunghezza d’onda a velocità maggiori rispetto alla luce infrarossa. Nuburu, Centennial, Colorado, candidato al PRISM 2017, quest'anno ha vinto nuovi brevetti per le sue applicazioni di saldatura e stampa 3D.

La saldatura a batteria "è un'area piuttosto popolare per gli studi sulla saldatura laser", ha osservato Mark Barry di Prima Power Laserdyne, vicepresidente vendite e marketing per l'azienda con sede a Brooklyn Park, Minnesota. In generale, l’interesse per la lavorazione laser di pezzi di precisione più piccoli è in crescita. Un esempio calzante è il LASERDYNE 811, che è stato sviluppato per applicazioni di produzione di motori a turbina ma ora viene acquistato da aziende con applicazioni nel campo automobilistico.

La produzione di motori a turbina “ha subito un duro colpo durante la pandemia”, ha osservato Barry. "Un certo numero di programmi di motori si sono interrotti. Ma siamo piacevolmente sorpresi che nel 2021, sebbene vi sia ancora incertezza sui nuovi programmi di motori, i fornitori di livello 1 e 2 stiano chiedendo informazioni su nuove attrezzature."

Più in generale, ha concluso, "ciò che è interessante ora è l'aumento di potenziali clienti e ingegneri con cui non abbiamo mai lavorato prima e che sono molto interessati alle possibilità della giunzione laser. Negli ultimi due anni abbiamo visto sempre più aziende pensare e implementare progetti di componenti che permettano di prendere in considerazione la saldatura laser. Ciò è dovuto alla velocità del laser, alle possibilità di automazione e alla coerenza nella lavorazione, e al semplice fatto che l'industria non riesce a trovare saldatori qualificati, quindi dobbiamo riaprire la porta per prendere in considerazione l'uso della lavorazione laser."