Uno sguardo sui laser a fibra

La progressiva e irrefrenabile automazione delle fabbriche di ogni genere e tipo ha portato nei capannoni di aziende grandi e piccole una vastissima quantità di attrezzature industriali, e fra queste i laser da incisione e da marcatura non sono certamente ormai più fra quelle da elencare come ultime novità; in ambiti che aumentano di anno in anno, e per una quantità di materiali ogni volta più vasta, con lavorazioni di generi anche diversissimi fra loro, le aziende da molti anni scelgono senza necessità di grosse riflessioni di inserire nel proprio processo produttivo dei macchinari a tecnologia laser. A differenza però di altri ambiti, dove la diffusione ha fermato il progresso, qui si assiste invece al dilatarsi di innovazioni e modifiche, fra cui è piuttosto recente l’introduzione, e rapida diffusione, dei laser a fibra.

Va però riconosciuto che questa proliferazione di nuove ricerche, di migliorie, di modifiche, di uno strumento che è praticamente uno standard riconosciuto, potrebbe sotto un certo punto di vista condurre anche ad un dubbio: quello che la ragione reale dietro all’intensità delle ricerche svolte nel settore, e allo sviluppo di nuovi tipi di laser, sia in effetti una qualche grave mancanza dei modelli tradizionali, ossia nei laser classici a lampade e a diodi, un vizio grave nella struttura o un ostacolo all’efficienza, mai risolto e sempre dimenticato nonostante i decenni di applicazione in tanti settori. A questo dubbio è doveroso dare una risposta immediata e decisa: assolutamente, le cose non stanno così.

Al contrario, le tecnologie laser di tipo classico funzionano in maniera egregia, e se se ne vuole una prova, è sufficiente appunto andare a ricercarla nei risultati d’efficienza, decisamente di tutto rispetto, che vengono metodicamente raggiunti, con piena soddisfazione, da tutte le aziende che li integrano nei propri procedimenti di produzione. I laser a fibra presentano però degli indiscutibili vantaggi ulteriori.

Se dunque ci interessa capire per quale logica si sia fatto tanto lavoro di studio e sviluppo per creare una nuova tecnologia come questa, è necessario ricercarla proprio nelle sue peculiarità vantaggiose rispetto a quelle passate.

È dal settore delle telecomunicazioni, anziché da quello manufatturiero, che ha origine lo strumento tecnico che è alla base dell’intera creazione dei laser in fibra: in tale ambito, infatti, viene spesso utilizzata la tecnica del giunto in fibra, che nei laser di nuova invenzione ha il ruolo di connettere e rendere solidali gli altri componenti del macchinario (ossia i diodi laser di pompa, la fibra attiva, e i combinatori in fibra). È evidente la differenza con i tradizionali laser YAG, nei quali questi stessi componenti sono invece separati, e soltanto al momento dell’assemblaggio vengono allineati perfettamente e saldati alla loro base. Questa procedura infatti ha un difetto: per preciso che sia l’allineamento iniziale, il calore a cui la base viene di regola sottoposta durante l’esercizio porterà per forza a delle deformazioni per espansione termica, le quali comprometteranno in modo irreversibile l’allineamento – e quindi l’efficienza – dell’intero laser. Rischio che viceversa, come abbiamo appena descritto, non esiste neanche remotamente nei laser in fibra, dove tutte le componenti sono invece solidali.

Le tecnologie laser sono già per loro natura caratterizzate, anche nei modelli tradizionali, da richieste di manutenzione bassissime, quasi trascurabili: l’eliminazione del dilemma appena descritto va a portarle pressochè a zero, con evidenti vantaggi. Altra caratteristica dei laser a fibra è la loro elevata compattezza, che si accompagna ad un’efficienza di conversione elettro-ottica, grazie alla sorgente in fibra, attestata intorno al 30% con un consumo non superiore a poche centinaia di watt. Combinandosi, questi evidenti vantaggi portano alla prerogativa forse più interessante dei laser in fibra: una durata, a pieno regime, che supera la trentamila ore, e che da sola li rende un investimento che si ripaga da sé.