I laser sono oggi uno degli strumenti più utilizzati nel mondo dell’industria, soprattutto perché la stampa 3D e l’Industria 4.0 consentono agli ingegneri di creare oggetti e progetti dalle caratteristiche più complesse e che richiedono tolleranze minime. La lavorazione laser risponde alle esigenze più elevate dato che permette di creare oggetti molto elaborati e fini che sono difficili o impossibili da realizzare utilizzando le attrezzature di lavorazione tradizionali.
Per fare un esempio, i tagli laser sono super puliti senza sbavature o effetti di calore sul materiale circostante, eliminando così la necessità di alcuni passaggi di finitura secondari. I processi laser stanno inoltre diventando tecnologie di produzione di riferimento per i produttori di dispositivi medici poiché permettono la progettazione e realizzazione di utensili sempre più piccoli e tecnologicamente avanzati.
I laser sono apparecchiature fondamentali per l’Industria 4.0. Ovunque esistono progetti di ricerca e sviluppo volti a scoprire nuovi modi per utilizzare i laser in maniera più efficace nei processi di produzione, come ad esempio aumentando la velocità. Già nel 2018 il National Institute of Standards and Technology (NIST) situato in Maryland, negli Stati Uniti, ha costruito un laser che pulsa 100 volte più velocemente rispetto ai laser ultraveloci convenzionali, producendo così impulsi che durano un quadrilionesimo di secondo. Un altro gruppo di scienziati in Germania sta invece sperimentando l’integrazione di minuscoli laser direttamente nei chip di silicio per aumentare la velocità di elaborazione dei processori.
Spesso la ricerca viene portata avanti direttamente dalle aziende produttrici di macchinari laser, tra le quali un nome di punta è l’azienda italiana Evlaser. Un’altra area di ricerca in questo senso è legata all’utilizzo dell’intelligenza artificiale (AI) per creare laser intelligenti che “leggono” autonomamente il materiale in lavorazione e capiscono quando il processo è terminato. Gli operatori del settore stanno ad esempio sviluppando sistemi laser che utilizzano l’intelligenza artificiale per poter determinare i migliori punti di saldatura per la creazione di bobine di rame per l’industria automobilistica. In generale la saldatura laser è un processo particolarmente efficace per prodotti con geometrie complesse o materiali dissimili difficili da unire. Spesso la saldatura laser si rivela essere un miglior processo di giunzione rispetto all’incollaggio o alla saldatura tradizionale, in particolare quando si tratta di unire metalli e plastica, dato che permette di creare saldature resistenti e di alta precisione che possono essere di dimensioni minuscole e possono venire ripetute all’infinito.
La marcatura e l’incisione laser sono altre applicazioni laser industriali ben consolidate. La marcatura laser aiuta il riconoscimento e l’identificazione del prodotto tramite la marcatura di numeri di identificazione univoca (UID) sulle parti, un processo che sta diventando sempre più importante in quanto legato alla responsabilità aziendale sul prodotto e alle maggiori preoccupazioni ambientali. Le principali aree di applicazione per la marcatura laser includono applicazioni automotive come componenti strutturali, pannelli della carrozzeria, fari, paraurti, ma anche applicazioni elettriche ed elettroniche come interruttori, spine, connettori, alloggiamenti di condensatori e bobine, oltre ad etichette ed imballaggi dei prodotti alimentari. Altri campi di interesse sono legati al luxury ed ai gioielli, ed alle tante applicazioni laser per l’edilizia e l’agricoltura. La marcatura laser è un processo altamente durevole e, nel caso del suo utilizzo per i dispositivi medici, garantisce la massima resistenza ai cicli di sterilizzazione. La marcatura laser permette di incidere un codice alfanumerico, un codice a barre, numeri di serie, date di produzione e di scadenza, simboli funzionali e loghi aziendali.
I laser possono creare trame o microstrutture modellate sulle superfici di componenti o prodotti migliorandone le prestazioni fisiche, come il tasso di usura, la capacità di presa, le proprietà ottiche e la capacità di carico. La microtesturizzazione laser può creare una rugosità sugli impianti medici rendendo più facile per il nuovo tessuto connettersi con il nuovo impianto. I laser sono inoltre incredibilmente precisi quando si tratta di realizzare la perforazione di fori di dimensioni minuscole in un’ampia gamma di materiali, inclusi metalli, polimeri e ceramiche. In un processo simile alla perforazione laser, i laser ultraveloci sono generalmente utilizzati per il taglio laser di vari tipi di metalli e polimeri perché creano bordi netti e non generano zone termicamente alterate. I laser possono tagliare un’ampia varietà di materiali, tra cui alluminio, titanio e acciaio.
Quelle menzionate sono solo alcune delle infinite applicazioni dei laser industriali e queste sono destinate a crescere ancore. Considerando che sempre più aziende abbracciano l’Industria 4.0, l’intelligenza artificiale, le tecnologie dei sensori e la produzione additiva, i laser avranno un ruolo in continua espansione in sempre più settori dell’industria moderna.