Trotec eBook La macchina laser come alternativa alla fresatrice
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
Trotec eBook La macchina laser come alternativa alla fresatrice
Sommario
1. Come funziona una macchina laser? 4
2. I due tipi di lavorazione: 5
confronto tra fresatura e taglio laser
3. Confronto temporale delle fasi del processo 6
delle due tecnologie
4. Quali sono i vantaggi evidenti della macchina laser 7
rispetto alla fresa?
5. Quali vantaggi offre una fresa? 8
6. Cosa si può produrre con una macchina laser 8
– quali sono i campi di applicazione?
7. Come funzionano le macchine laser di grande formato della 10
serie SP di Trotec per materiali di grandi dimensioni?
8. Quali materiali si possono lavorare con la 11
macchina laser?
9. Quali materiali NON si possono 12
lavorare?
10. Quali sono i vantaggi di una laser cutter 13
per un’attività e come si possono
ampliare?
11. Perché il taglio laser è redditizio? 14
12. State pensando di iniziare un’attività con il 15
laser? Quali sono le migliori considerazioni da fare
quando si acquista una macchina laser?
/2
La macchina laser come alternativa alla fresatrice.
La tecnologia laser è una tecnologia a prova di futuro che apre la strada a nuovi modelli di
impresa, a un fatturato aggiuntivo e ad elevati livelli di qualità e di produttività. I vantaggi della
macchina laser sono particolarmente utili nella lavorazione di materiali acrilici. Questo eBook
illustra le tecnologie di “fresatura” e “taglio laser”. I vantaggi e gli svantaggi delle due procedure
sono spiegati di seguito.
Prima di confrontare le tecnologie con un esempio concreto, a
titolo introduttivo spieghiamo il funzionamento della macchina
laser.
La macchina
laser come
alternativa
alla fresatrice.
/3
Come funziona una macchina laser? / 1
1 / Come funziona una macchina laser?
“LASER” è l’acronimo di “Light Amplification by Stimulated La radiazione laser ha tre caratteristiche fondamentali:
Emission of Radiation”, in italiano “amplificazione della luce 1. Monocromatica. Questo significa che la radiazione è costituita
attraverso l'emissione stimolata della radiazione”. da una sola
In termini semplici, le particelle di luce (fotoni) eccitate lunghezza d’onda.
dall'elettricità emettono energia sotto forma di luce. Questa luce 2. Elevata coerenza e quindi uniformità di fase.
viene concentrata in un raggio, il raggio laser. 3. Per via della coerenza, le onde del laser sono
approssimativamente
Tutte le macchine laser sono costituite da tre componenti: parallele.
• una sorgente della pompa esterna,
• il mezzo laser attivo e In virtù di queste caratteristiche, la luce del laser è utilizzata in
• il risonatore. molte aree della moderna lavorazione dei materiali. L'intensità si
mantiene a lungo grazie alla coerenza e può essere ulteriormente
La sorgente della pompa fornisce energia esterna alla macchina focalizzata attraverso delle lenti. Nel punto in cui colpisce la
laser. superficie del materiale, il raggio laser viene assorbito e il materiale
Il mezzo laser attivo si trova all’interno della macchina laser. A di conseguenza si riscalda. Questo sviluppo di calore porta
seconda del modello, il mezzo laser può essere costituito da una all'erosione del materiale o alla sua completa evaporazione.
miscela di gas (laser a CO2 ) o fibra di vetro (laser a fibra). Se la Il risultato che si ottiene è un taglio, un'incisione o una marcatura.
sorgente della pompa fornisce energia al mezzo laser, quest’ultimo
emette energia sotto forma di radiazione.
Il mezzo laser attivo è posizionato tra due specchi, il “risonatore”.
Uno di questi specchi è semitrasparente. Nel risonatore la
radiazione del mezzo laser attivo viene amplificata. Allo stesso
tempo, solo una certa quantità di radiazione può lasciare il
risonatore attraverso lo specchio semitrasparente: questo avviene
sotto forma di un fascio, la cosiddetta radiazione laser.
Sorgenti laser – come distinguere le macchine laser Inventore del laser
Attualmente sul mercato è presente un gran numero di macchine Il fisico americano Theodore H. Maiman ha sviluppato e costruito il
laser. Un modo per distinguerle è fare riferimento alla sorgente primo laser funzionante nel 1960. All'epoca, il mezzo laser utilizzato
laser in esse incorporata. Si utilizzano principalmente tipi di laser era un cristallo di rubino. Le basi teoriche del laser erano state
con sorgente a CO2o a fibra. Ogni tipo di laser offre vantaggi e poste da Albert Einstein oltre quattro decenni prima, con il suo
svantaggi specifici ed è adatto alla lavorazione di materiali diversi. principio di emissione stimolata.
È stato solo nel corso del tempo, tuttavia, che si è compreso cosa
Un laser a CO2 è adatto alla lavorazione di legno, materiali acrilici, fosse possibile fare con il "magico" raggio laser: incidere, marcare e
vetro, carta, tessuti, materie plastiche, pellicole, cuoio e pietra. tagliare una grande varietà di materiali.
Il laser a fibra è ideale per eseguire la marcatura di metalli per
ricottura, le incisioni di metalli o anche per le marcature a elevato
contrasto di materie plastiche.
/4
I due tipi di lavorazione: confronto tra fresatura e taglio laser / 2
2 / I due tipi di lavorazione:
confronto tra fresatura e taglio laser
Esempio pratico
Da una piastra in acrilico di 10 mm di spessore con un superficie di circa 2 x 3 metri viene ritagliata la lettera “t” del logo Trotec con
un'altezza di circa 300 mm. L'operazione viene eseguita con le due tecnologie, la fresatura e la lavorazione laser.
Esecuzione con la fresatrice
Una fresatrice può produrre automaticamente i pezzi attraverso
l’impiego di una tecnica di controllo ad alta precisione, per forme
complesse come le scritte e partendo da materiali diversi.
Prima della lavorazione, l'operatore della macchina esegue
numerosi passaggi:
• la fresa viene controllata per verificare che sia sufficientemente
affilata
• la piastra in acrilico di 2 x 3 metri viene posata da 2 persone.
Il fissaggio della piastra è necessario poiché durante la
lavorazione con la fresatrice vi sono forze che agiscono sul
materiale
• Quando si crea il programma o si preparano e si controllano
tutti i parametri per la fresatura, occorre prestare attenzione alla
dimensione minima dei componenti. Quando un componente
non raggiunge una dimensione di circa 50 x 50 mm, è
necessario dotarlo di collegamenti poiché la potenza di
aspirazione del piano aspirato non è sufficiente per fissare il
pezzo nel processo di fresatura
Il processo di lavorazione a più stadi comprende quattro
passaggi:
1. In primo luogo, la sgrossatura avviene a una profondità di 5 mm
per la realizzazione grezza dei contorni
2. Nella seconda fase la lettera di 10 mm viene completamente
fresata.
3. A questo punto è necessario utilizzare un utensile con diametro
di 4 mm per raggi d’angolo sulla “t”. Il raggio più piccolo che si
può ottenere in questo modo è di 2 mm.
4. Nella quarta fase viene eseguita la lucidatura con una fresa
diamantata per ottenere un bordo cristallino. Nonostante
l’utilizzo della fresa di lucidatura, a seconda del tipo di materiale
di base trasparente non si otterrà un taglio netto come avviene
con la macchina laser, ma le anime trasparenti avranno quasi L’intero processo di
sempre bisogno di una rifinitura. preparazione, compresa la pulizia,
Dopo la lavorazione – pulizia della fresa richiede 50 secondi
Nella fase successiva la macchina deve essere ancora pulita e
liberata dai trucioli, ed eventualmente deve essere attrezzata
con nuovi utensili. Dopo ogni processo di fresatura è necessario
verificare la durata utile e l'affilatura degli utensili.
/5
I due tipi di lavorazione: confronto tra fresatura e taglio laser / 2
Esecuzione con la macchina laser Trotec SP3000
Prima della lavorazione: Dopo la lavorazione
la piastra in acrilico viene posata da 2 persone. L'ergonomia In questa fase la macchina non deve essere pulita, ma solo
della macchina laser Trotec SP3000 è ottima: bordi arrotondati, scaricata.
accessibilità da tutti e quattro i lati e la possibilità di caricare
facilmente grandi piastre. La laser cutter lavora senza entrare in
contatto con il pezzo da lavorare e quindi non è esposta all’usura
meccanica dell'utensile. Di conseguenza, non è necessario
effettuare alcun controllo dell’utensile.
Durante la lavorazione
La macchina laser termina la lavorazione in circa 15 secondi e il
raggio più piccolo di circa 0,2 mm può essere convertito senza
cambio utensile.
Lo schema di taglio serrato consente di risparmiare materiale.
Le lettere possono quindi essere disposte con uno schema di
taglio serrato poiché durante la lavorazione vengono applicate
solo forze minime. La distanza minima tipica è di 3-5 mm a
seconda dello spessore della piastra. Con il taglio laser si ottiene
automaticamente un bordo cristallino e non è necessaria alcuna
rifinitura. I contorni possono essere prodotti senza variazioni, come
nel disegno.
Nel complesso, tutte le fasi di lavoro con la macchina laser SP3000 durano 15 secondi.
3 / Confronto temporale delle fasi del processo delle due
tecnologie
Applicazione: 10 lettere “t” (10 mm di materiale acrilico)
Macchina Fresa
laser
Fresa
Tempo: 00:50:55
Macchina laser
Tempo: 00:15:35
Preparazione Taglio Lucidatura a fiamma Pulizia Tempo
Materiale e
macchina
/6
Quali sono i vantaggi evidenti della macchina laser rispetto alla fresa? / 4
4 / Quali sono i vantaggi evidenti della macchina laser
rispetto alla fresa?
Nessun tempo di preparazione, nessun cambio utensile: meno Lavoro pulito: il materiale viene vaporizzato dalla tecnologia di
fasi di lavoro, con un conseguente risparmio di tempo. riscaldamento del materiale e quindi non vengono prodotti residui
Bordi di taglio precisi, le geometrie più rifinite e un’elevata di trucioli.
velocità: si possono eseguire anche piccoli tagli, durante il taglio Nessuna pulizia della macchina laser: richiesta dopo la
laser vengono realizzati direttamente bordi puliti e, al contrario lavorazione del materiale.
di quanto accade con la fresatrice, non è necessario alcun post Integrazione senza interruzioni nel flusso di dati: l'integrazione
processing. della laser cutter nel flusso di dati avviene senza interruzioni grazie
Le macchine laser sono pressoché silenziose: la bassa alla compatibilità con RIP e CAD. Le interfacce PDF completamente
rumorosità è un fattore essenziale soprattutto per il personale e la automatizzate permettono di inviare i dati alla laser cutter dalla
sua salute sul luogo di lavoro. pre-stampa o dalla preparazione del lavoro. Non è necessaria una
Il materiale utilizzato è poco: con la macchina laser i motivi lunga preparazione o parametrizzazione dei dati di taglio.
possono essere posizionati e tagliati in posizione molto ravvicinata, Produzione economica: per singoli pezzi o per una fabbricazione
fino a 4 mm di distanza! Questo significa ridurre e ottimizzare il in serie, la tecnologia laser è una soluzione economica.
consumo di materiale. Con lo scarto ridotto per singola piastra si
ottiene un risparmio annuale del materiale pari al 25%. Il minor
consumo di materiale, inoltre, riduce l’impatto sull’ambiente.
Integrazione senza interruzioni nel flusso di dati
Design Station Stampante Trotec Laser con
JobControl® Vision
Design Design
Print Data Printed Media Cut
Prepress/ Cut Data
Sistema RIP UniDrive XML
/7
Quali vantaggi offre una fresa? / 5
5 / Quali vantaggi offre una fresa?
Una fresa offre vantaggi nella realizzazione di componenti che Rispetto alla moderna tecnologia laser, la fresatura comporta degli
richiedono la fresatura di scanalature o gradini. svantaggi a livello di lavorazione:
Con una fresa, così come con una macchina laser, si può lavorare • Anche se si utilizza una fresa per lucidare, a seconda
una grande varietà di pezzi e materiali, come legno, materiali del tipo di materiale di base trasparente, non si ottiene un taglio
acrilici e metallo. netto
come avviene con la macchina laser.
• La lucidatura a fiamma comporta il rischio di danneggiare il
materiale,
con conseguenti scarti.
6 / Cosa si può produrre con una macchina laser – quali sono i
campi di applicazione?
Con una macchina laser si possono tagliare, incidere e marcare diversi materiali, anche di
grandi dimensioni, e realizzare in tal modo i più svariati prodotti.
Con una laser cutter non solo si possono lavorare pezzi di grandi
dimensioni, ma anche creare modelli (architettonici) in filigrana
o rifinire carte. Il taglio laser è anche un processo di produzione
apprezzato per il taglio di materiali di grandi dimensioni o di tessuti
tecnici nel settore automobilistico, ad esempio il taglio di sedili per
auto o di rivestimenti interni.
Prodotti nella tecnica pubblicitaria: Lettere in acrilico solido con
illuminazione LED, lettere profilate, insegne illuminate, cartelli,
piloni pubblicitari: con la macchina laser si possono realizzare
queste applicazioni e molte altre ancora.
Nell’area del packaging si sfrutta la versatilità del taglio laser:
la perforazione o l'incisione della carta o del cartone può essere
realizzata in modo agevole e flessibile.
Il taglio laser è un processo semplice, che non richiede lunghi
preparativi o passaggi successivi. Il taglio laser viene eseguito
con grande precisione e velocità. Con determinati materiali, ad
esempio i materiali acrilici, il post processing del materiale viene
completamente eliminato.
/8
Cosa si può produrre con una macchina laser – quali sono i campi di applicazione? / 6
Per quali settori sono interessanti le laser cutter?
Tecnica pubblicitaria e stampa digitale: Espositori per POS, Ambito creativo: Giocattoli, puzzle, forniture in legno per il
insegne al neon, cartelli pubblicitari e lettere in materiale acrilico bricolage
sono realizzati con bordi di taglio cristallini Moda, design e artigianato artistico: pelle naturale, similpelle,
Industria elettronica: Taglio laser di pellicole e tastiere a cotone, lino, feltro (abbigliamento, gioielli, decorazione)
membrana in materie plastiche come poliestere, policarbonato, Industria del packaging: Utilizzo nella prototipazione di
polietilene tereftalato e poliammide imballaggi
Espositori stampati dalle forme insolite Realizzazione di pareti divisorie su banchi a costi vantaggiosi
Bordi di taglio lucidati a fiamma per espositori cosmetici Taglio di contorni di cartelli stampati
Lettere tagliate al laser per pubblicità in interni ed esterni Creazione di valore con applicazioni Print & Cut
/9
Come funzionano le macchine laser di grande formato per materiali di grandi dimensioni? / 7
7 / Come funzionano le macchine laser di grande formato della
serie SP di Trotec per materiali di grandi dimensioni?
Le laser cutter della serie SP sono macchine laser a CO₂ per materiali di grandi dimensioni.
I plotter per laser (laser plotter) altamente efficienti sono ideali per applicazioni di taglio
impegnative, ad esempio con materie plastiche o vetro acrilico, tessuti, legno e altri materiali.
Serie SP
Tipo di laser: laser a CO₂
Area di lavoro: 1245 x 710 – 2210 x 3210 mm
Max. altezza pezzo: 50– 112 mm
Potenza del laser: 40 – 400 watt
Le laser cutter Trotec della serie SP sono state concepite per la Queste due caratteristiche combinate con l'alta velocità di taglio
lavorazione veloce e precisa di materiali di grande formato. consentono di ottenere la massima produttività. In questo
modo si sfrutta l’intera area di lavoro senza tempi di inattività. La
Le seguenti funzioni intelligenti garantiscono un flusso di lavoro compatibilità con RIP e CAD rende possibile l'integrazione senza
semplice e produttivo: interruzioni della laser cutter nel flusso di lavoro automatizzato.
• Accesso dai quattro lati all’area di lavoro della macchina laser:
Il design aperto consente un carico e uno scarico
veloce ed ergonomico anche durante la lavorazione.
• Tandem Assist: Grazie alla suddivisione dell’area di lavoro
in due superfici virtuali, durante la lavorazione laser sulla
superficie
A, ad esempio, è possibile svuotare la superficie B e caricarla
con nuovo materiale.
Accesso dai quattro lati Tandem Assist:
/ 10Quali materiali si possono lavorare con la macchina laser? / 8
8 / Quali materiali si possono lavorare con la macchina laser?
Con le macchine laser si possono lavorare i materiali più diversi. Il taglio laser è possibile su
materie plastiche (acrilico, poliammide, ecc.), materiali organici (ad esempio legno, pelle, carta)
e lamine metalliche. Questa tabella fornisce una panoramica dei materiali che possono essere
tagliati e incisi. Tuttavia, siamo anche lieti di offrirvi campionamenti specifici per il vostro
materiale.
Materie plastiche Taglio Incisione
Acrilico (PMMA) ● ●
Copolimero acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) ● ●
Materiali per l’incisione (laminati) ● ●
Poliammide (PA) ● ●
Polibutilentereftalato (PBT) ● ●
Policarbonato (PC) ● ●
Polietilene (PE) ● ●
Poliestere (PES) ● ●
Polietilentereftalato (PET) ● ●
Poliammide (PI) ● ●
Poliossimetilene (POM), ad esempio Delrin® ● ●
Polipropilene (PP) ● ●
Polifenilensolfuro (PPS) ● ●
Polistirolo (PS) ● ●
Espanso poliuretanico (PUR) ● ●
Schiuma (priva di PVC) ● ●
PETG (PET modificato) ●
SAN ●
Tessuti
Poliestere (PES) ●
Feltro ● ●
Microfibra ●
Tessuti distanziatori ●
Cuoio ● ●
Similpelle ● ●
Fibra naturale (ad esempio cotone, lino) ● ●
Lana ●
Seta ●
Aramide ●
Vari
Legno ● ●
Cartone ● ●
Carta ● ●
Sughero ● ●
/ 11Quali materiali NON si possono lavorare? / 9
Si può tagliare il metallo con la macchina laser?
Per tagliare il metallo è richiesta una macchina laser molto potente Oggi come oggi, quasi nessuna macchina laser a CO2 è
e di solito i laser plotter non sono sufficienti in tal senso. Inoltre, utilizzata per il taglio dei metalli. Queste macchine sono state
è necessario utilizzare ossigeno puro ad alta pressione. I sistemi completamente sostituite dai sistemi laser a fibra. Con le macchine
ottimizzati per questo utilizzo non sono però adatti al taglio della laser di Trotec dotate di una sorgente laser a fibra è possibile
plastica, a causa dell’elevato rischio di esplosione. incidere e tagliare sottili lamine metalliche di alluminio, ottone,
rame o metalli preziosi fino a 0,5 mm di spessore
9 / Quali materiali NON si possono lavorare?
Tenere conto che alcuni materiali non dovrebbero essere incisi o Di seguito sono elencati alcuni di questi materiali:
tagliati neanche con una macchina laser SP. Questo è a causa delle • pelle di bassa qualità (cromo VI)
sostanze che contengono, che durante la lavorazione possono • fibre di carbonio (carbonio)
essere rilasciate sotto forma di gas o polveri e risultare nocive per • cloruro di polivinile (PVC), inclusa la similpelle in PVC
l’utilizzatore e anche dannose per il funzionamento della macchina. • polivinilbutirrale (PVB)
Importante: Prestare anche attenzione ai materiali indicati come • politetrafluoroetilene (PTFE /Teflon®)
"ritardanti di fiamma”. Questa caratteristica specifica, infatti, si • ossidi di berillio
ottiene con l’impiego del bromo rilasciato durante la lavorazione. • materiali contenenti alogeni (ad esempio fluoro, cloro, bromo,
iodio
e astato), resine epossidiche o fenoliche
/ 12Quali sono i vantaggi di una laser cutter per un’attività e come si possono ampliare? / 10
10 / Quali sono i vantaggi di una laser cutter per un’attività
e come si possono ampliare?
Nuovi prodotti – una varietà di idee creative Con una macchina Aumentare la convenienza e la produttività
laser è possibile espandere il proprio assortimento in modo Molte aziende desiderano o devono aumentare la loro produttività
rapido e semplice, utilizzare materiali aggiuntivi e realizzare una perché hanno la necessità di soddisfare richieste aggiuntive e
molteplicità di forme e geometrie. In questo modo amplierete volumi di ordini crescenti. Dal momento che la produzione deve
la vostra base di clienti e potrete soddisfare ulteriori richieste avvenire nel rispetto degli impegni e dei tempi di consegna, i
attraverso una selezione più ricca. processi di fabbricazione devono necessariamente essere solidi e
Distinguersi dalla concorrenza – aumentare la competitività affidabili.
Rispetto alle fresatrici, le macchine laser hanno il vantaggio di non Una macchina laser è spesso la logica integrazione al portafoglio
necessitare di tempi di attrezzaggio degli utensili, di ottimizzare delle macchine esistenti.
il consumo di materiale e di non richiedere il post processing dei
bordi di taglio, minimizzando in tal modo i costi da sostenere.
Questo vi offre un evidente vantaggio competitivo sui
vostri concorrenti.
/ 1311 / Perché il taglio laser è redditizio?
11 / Perché il taglio laser è redditizio?
Il taglio laser è molto più conveniente di altri metodi di taglio poiché comporta un minor numero
di fasi di lavorazione, ad esempio rispetto alle fresatrici. I tempi di lavorazione possono essere
dimezzati. I maggiori costi sostenuti per acquisto della laser cutter vengono ammortizzati nel
giro di un anno e si trasformano in un significativo vantaggio in termini di costo già a partire dal
2° anno di utilizzo.
Di seguito un esempio di calcolo:
Voce di costo Fresatura Lavorazione laser Differenza
Tensione e fissaggio a vuoto 10.500 €
0€
del materiale (35 € / ora * 300 ore)
Finitura dei bordi (lucidatura 70.000 €
0€
a fiamma) (35 € / ora * 2000 ore)
Altri tempi di preparazione e 3.500 € 3.500 €
pulizia della macchina (35 € / ora * 100 ore) (35 € / ora * 100 ore)
3.000 €
Costi dei filtri 0€
(60 kg di carboni attivi)
6.000 € 4.000 €
Testa di lavoro
(30 € * 200 teste all’anno) (1/2 ricarica all’anno)
90.000 € 10.500 € 79.500 €
Vantaggio in termini di costo di una macchina
laser Trotec
Voce di costo/ricavo Fresa Macchina laser Differenza
Costi di acquisto 29.000 € 115.000 € -86.000 €
Costi di processo annui 90.000 € 10.500 € 79.500 €
Ulteriori margini anni (nuova
applicazione incisione 0€ 10.000 € 10.000 €
acrilica,
ecc.)
Vantaggio in termini di costo dopo 1 anno di produzione 3.500 €
dopo 2 anni di produzione 93.000 €
dopo 3 anni di produzione 182.500 €
/ 14State pensando di iniziare un’attività con il laser? / 12
12 / State pensando di iniziare un’attività con il laser?
Quali sono le migliori considerazioni da fare quando si
acquista una macchina laser?
Se siete interessati a utilizzare la tecnologia laser, vi offriamo un Definite un piano chiaro, internamente o consultandovi con noi, e
colloquio di consulenza intensivo. Discuteremo di applicazioni, fissate un obiettivo che desiderate raggiungere.
attrezzature aziendali e finanziamenti, in modo che possiate sapere La nostra guida “10 domande da porsi prima di acquistare un
cosa aspettarvi, quali vantaggi vi può offrire questa tecnologia e laser” sono un valido strumento orientativo per avvicinarvi alla
come potete integrarla al meglio nel vostro flusso di lavoro. tecnologia laser.
/ 15TROTECLASER.COM Trotec Laser T +39 039 8966057 italia@troteclaser.com Via dei mestieri 8d 20863, Concorezzo (MB) /trotec.italia /trotecitalia
Puoi anche leggere
