Rubrica Curiosità

La plastica e le lavorazioni Laser

Il tipo di laser utilizzato principalmente nell'industria delle materie plastiche è il laser CO2

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Molti settori industriali hanno adottato il laser per lavorare la plastica. In particolare le operazioni che vengono effettuate sono: taglio, marcatura e saldatura.

La lavorazione laser della plastica è ottenuta mediante l'assorbimento di energia laser altamente focalizzata. La lunghezza d'onda maggiore del laser provoca una conversione della luce in calore. Il calore generato attraverso questo processo produce una vaporizzazione selettiva e una decomposizione della plastica per formare un taglio accurato o un’incisione. Il tipo di laser utilizzato principalmente nell'industria delle materie plastiche è il laser CO2. I laser CO2 emettono energia a 10,6 micron, una lunghezza d'onda generalmente ben assorbita dai materiali non metallici.

Un recente innovazione nella tecnologia di saldatura laser consente per la prima volta di unire due parti in plastica otticamente trasparenti. In precedenza, la saldatura laser richiedeva una parte in plastica trasparente o "trasmissiva" e una parte in plastica scura o "assorbente" in modo che l'energia del raggio laser potesse passare attraverso la plastica trasparente ed essere assorbita dalla parte scura.

Il nuovo processo, chiamato "clear-on-clear", è particolarmente opportuno nel contesto attuale, poiché nell’ambito medico i kit dei test diagnostici in vitro che richiedono cartucce otticamente trasparenti vengono utilizzati, tra le altre cose, per il test antigenico rapido per COVID-19. Questa nuova tecnologia apre anche nuove possibilità di progettazione consentendo l'uso di un'ampia gamma di polimeri per dispositivi medici, sistemi di somministrazione di farmaci e altri prodotti per test in vitro.

Questa innovativa forma per saldare la plastica non è di certo l’unico ambito in cui il laser viene impiegato per lavorare questo materiale. Di fatto i laser vengono utilizzati per un’ampia varietà di lavorazioni che coinvolgono le plastiche come incisione, taglio, saldatura e marcatura laser. Quando le aziende si trovano nella posizione di scegliere la miglior opzione per lavorare parti di plastica e prodotti non conduttivi, i laser vengono scelti perché offrono la flessibilità, la precisione e l’automazione necessarie per produrre risultati eccellenti.

In base alle proprietà di una plastica, al suo scopo funzionale e alla sua destinazione d'uso, i requisiti per la sua marcatura e lavorazione variano. Una grande varietà di materie plastiche viene impiegata soprattutto nell'industria automobilistica o medica. La qualità della marcatura su una parte in plastica è determinata dal tipo di sistema di incisione laser selezionato, dai parametri di marcatura utilizzati, ma anche dall'uso di speciali additivi nella miscela di plastica.

Un altro esempio di utilizzo del Laser con la plastica è quello dell’identificazione di animali e nello specifico per l’incisione delle targhe auricolari da applicare sull’orecchio dell’animale. Le targhe auricolari sono realizzate in materiale composito di gomma dotato di una tipica marcatura con codici di colore differente. In questo modo vengono soddisfatte le severe norme che regolano la tracciabilità della filiera alimentare.

I macchinari per taglio, marcatura e saldatura laser della plastica di Evlaser vengono impiegati per gli scopi sopra citati e sono una realtà italiana di spicco nella ricerca di settore.

Quando i materiali plastici vengono colpiti dal raggio laser si creano 3 diversi tipi di interazione: vaporizzazione, ovvero il materiale si vaporizza in un residuo di gas che viene espulso durante il taglio, questo è il processo di taglio/marcatura più pulito; fusione condivisa, quando il materiale si fonde in goccioline che vengono espulse durante il taglio; e degradazione chimica, in questo caso il materiale plastico si degrada chimicamente rilasciando tipicamente fumo di carbonio.

Le tipologie di plastica comunemente lavorate sono due ed è importante distinguerle in quanto presentano caratteristiche di taglio e marcatura laser molto diverse fra loro. Da una parte abbiamo i polimeri termoindurenti. Le catene polimeriche di queste plastiche si rompono facilmente quando vengono riscaldate. Queste plastiche generalmente non sono adatte al taglio ed alla saldatura ma su di esse si possono produrre segni ad elevato contrasto nel caso dell’incisione laser. Dall’altra parte abbiamo i polimeri termoplastici che hanno catene polimeriche più semplici e la plastica può dunque essere sciolta facilmente. Per queste plastiche il taglio laser viene realizzato principalmente mediante il taglio a fusione e produce risultati di qualità superiore, mentre la marcatura laser viene effettuata fondendo la superficie della plastica per fornire un segno solo leggermente inciso, che ha dunque una visibilità inferiore.

Tornando alla saldatura laser di materie plastiche, questa spesso viene effettuata con laser a diodi ad alta potenza che sono particolarmente adatti alle esigenze dell'industria automobilistica, mentre la nuova tecnologia "clear-on-clear" si sta rivelando essere una manna dal cielo per i professionisti del settore medico grazie ai grandi contributi offerti nella lavorazione delle strumentazioni utilizzate quotidianamente.

Redazione
© Riproduzione riservata
05/08/2021 14:48:46


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