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Standard di sicurezza di cui tener conto quando si acquistano sistemi di lavorazione di materiali mediante laser

Qualsiasi discussione sulla sicurezza relativa al sistema di lavorazione di materiali mediante laser deve innanzitutto considerare che i sistemi laser devono essere monitorati di continuo da un operatore attento e in possesso di una buona formazione. Il mancato rispetto di questa pratica rappresenta l'unico più grande rischio per la sicurezza per il sistema laser, la struttura in cui esso opera e il personale astante.


Le macchine di taglio, incisione e marcatura laser ULS sono appositamente progettate per rispettare le normative del Centro per i dispositivi e la salute radiologica (Center for the Devices of Radiological Health - CDRH), divisione della Food and Drug Administration (FDA) in base alla sezione 21 CFR 1040.10 e 1040.11 e per rispettare le normative sulla sicurezza laser europee in base alla norma EN60825-1.


Oltre all'attenzione e alla formazione dell'operatore, vi sono svariate considerazioni sulla sicurezza di cui tener conto quando si acquista un'apparecchiatura per il taglio, l'incisione e la marcatura laser. In linea di massima, possono essere classificate come: considerazioni sull'esposizione all'energia laser diretta, considerazioni sugli incendi, considerazioni sugli scarichi e considerazioni elettriche.


Considerazioni sull'esposizione all'energia laser diretta


Gli standard di sicurezza laser sono ben stabiliti e relativamente armonizzati a livello internazionale. Le due versioni maggiormente prevalenti di tali standard di sicurezza laser armonizzati sono 21 CFR 1040.10 e 1040.11 negli Stati Uniti e EN60825-1 in Europa. Tali standard armonizzati stabiliscono quattro classificazioni di sicurezza laser per i prodotti. Le classificazioni vanno dalla Classe 1 in cui l'energia laser è interamente contenuta all'interno del sistema laser e l'operatore non è esposto ad alcuna energia laser, alla Classe 4 in cui il sistema laser è privo di dispositivi di contenimento e l'operatore potrebbe potenzialmente essere esposto a elevati livelli di energia laser. Per lavorare i materiali in un sistema laser di Classe 1, il materiale deve essere completamente inserito all'interno dell'involucro del sistema laser.


Tutte le macchine di taglio, incisione e marcatura laser ULS sono progettate per rispettare i requisiti di sicurezza della Classe 1 relativi al/i laser per la lavorazione di materiali, il che significa che sono progettate per contenere completamente tutta l'energia laser usata per la lavorazione di materiali. A tal fine, le piattaforme ULS utilizzano involucri resistenti al laser, insieme a tenute a labirinto e dispositivi di blocco hardware ridondanti su tutti i portelli e i pannelli di accesso. I prodotti laser di Classe 1 sono considerati sicuri per l'utilizzo dal pubblico generale a condizione che si rispettino tutte le precauzioni di sicurezza così come indicato nei manuali. Non esistono limitazioni sulle vendite di prodotti laser di Classe 1. Per utilizzare un sistema laser di Classe 1 non occorrono equipaggiamenti di sicurezza o allestimenti speciali della struttura.


Tutti i sistemi laser ULS sono inoltre dotati di un laser a diodi rossi a bassa potenza per l'allineamento dei materiali che devono essere lavorati dai laser di lavorazione dei materiali. I laser a diodi rossi sono simili ai puntatori laser usati nelle presentazioni e sono considerati sicuri per l'utilizzo pubblico. I sistemi laser ULS sono etichettati come sistemi laser di Classe 2 in ragione della presenza del laser a diodi rossi per l'allineamento, ma rispettano il requisito della Classe 1 relativo al/i laser di lavorazione dei materiali.


Alcuni sistemi laser ULS (ILS e XLS) possono inoltre essere utilizzati in modalità Classe 4 al fine di lavorare i materiali che sono troppo grandi per essere completamente contenuti all'interno del sistema laser quando sono dotati di un Modulo di conversione Classe 4 opzionale. Questo modulo bypassa i dispositivi di blocco sui portelli laterali a questi sistemi laser e aggiunge funzionalità di sicurezza supplementari obbligatorie solo sui sistemi laser di Classe 4, quale ad esempio un interruttore a chiave per impedire l'uso non autorizzato del sistema laser, un indicatore di emissioni per avvertire quando il laser è attivo e un otturatore meccanico per bloccare l'energia laser e impedirne l'ingresso nell'area di lavorazione del materiale. Il funzionamento della macchina di taglio, incisione e marcatura laser in modalità Classe 4 stabilisce ulteriori limitazioni per gli operatori e il proprietario del sistema laser, compreso il requisito di un operatore in possesso di formazione sulla sicurezza laser, equipaggiamento di sicurezza laser che devono indossare gli operatori e la designazione di un'area ad accesso limitato in cui utilizzare il sistema laser. Molte di queste misure di sicurezza sono delineate nello Standard ANSI Z136.1 "Standard nazionale americano per l'uso sicuro dei laser" o in standard equivalenti disponibili nella maggior parte degli altri Paesi, quale ad esempio lo Standard europeo EN 60825-11. Le autorità statali e/o locali potrebbero richiedere altre misure di sicurezza, ad esempio, la Normativa BGV B2 sui raggi laser dell'Associazione delle assicurazioni sulla responsabilità dei datori di lavoro tedesca. Il proprietario di un sistema laser di Classe 4 ha la responsabilità di conoscere e rispettare queste leggi.


Considerazioni sugli incendi


In caso di determinate condizioni avverse, i materiali da sottoporre a lavorazione mediante laser sono potenzialmente in grado di prendere fuoco e continuare a bruciare, provocando danni all'apparecchiatura di lavorazione di materiali mediante laser oltre che alle proprietà circostanti. Ciò può creare dei potenziali rischi per la sicurezza per il personale nelle vicinanze. Le macchine di taglio, incisione e marcatura laser ULS risolvono tale problema in vari modi.


Tutti gli involucri dei sistemi ULS sono fabbricati in acciaio, alluminio e vetro di sicurezza laminato. Tutti questi materiali non prenderanno fuoco a temperature elevate e sono progettati per contenere gli incendi che si verificano all'interno dell'involucro. L'uso di materiali antincendio non è diffuso tra tutti i fabbricanti di sistemi laser. Varie aziende usano materiali combustibili sia all'interno dell'involucro che per l'involucro stesso. Tale allestimento aumenta la probabilità di incendio e impedisce il contenimento.


Il metodo principale per impedire la combustione e il conseguente incendio durante la lavorazione dei materiali con un laser è la supervisione costante dell'operatore della lavorazione di materiali mediante laser. Come supporto alla supervisione, ULS ha sviluppato un'opzione antincendio disponibile sui sistemi laser XLS che è in grado di ridurre il rischio di danni al sistema laser e alle aree circostanti. Il modulo antincendio attiverà agenti estinguenti nell'area di lavorazione di materiali mediante laser se rileva la presenza di autocombustione (per ulteriori dettagli, consultare il white paper).


Considerazioni sugli scarichi


La lavorazione di materiali mediante laser genera sottoprodotti costituiti da particolato (fumo) e composti organici volatili o VOC (fumi) che devono essere eliminati dall'area di lavorazione di materiali di un sistema laser e gestiti in modo sicuro e appropriato. La pratica ottimale consiste nel filtrare i sottoprodotti daI flusso dell'aria di scarico prima di scaricarla all'esterno ogniqualvolta ciò sia possibile. ULS fornisce una linea di soluzioni di filtraggio dell'aria, idoneamente dimensionate per ciascun sistema laser. Tali soluzioni di filtraggio contengono tecnologia brevettata per migliorare prestazioni e sicurezza. Per saperne di più sulle Unità di filtraggio dell'aria UAC.


Considerazioni elettriche


I sistemi laser ULS sono progettati per rispettare gli standard sulla sicurezza riconosciuti e armonizzati a livello internazionale relativi alle apparecchiature per la tecnologia dell’informazione UL/EN60895. Una delle preoccupazioni principali di questo standard di sicurezza generale è la sicurezza elettrica. Le sorgenti laser ULS sono tutte raffreddate ad aria e alimentate da fonti di alimentazione in RF a bassa tensione. Di contro, alcuni altri fabbricanti di sistemi laser usano tubi laser in vetro raffreddati ad acqua alimentati da CC ad alta tensione.


L'acqua e l'elettronica ad alta tensione comportano sempre un pericolo per la sicurezza quando uno dei due sistemi non funziona correttamente, ad esempio nel caso di una perdita d'acqua. Le sorgenti di alimentazione per i laser a tubo in vetro hanno tensioni di esercizio superiori a 25.000 V e sono sempre collegate in remoto alla loro sorgente di alimentazione attraverso cavi e connettori ad alta tensione, che comportano un pericolo di scossa elettrica letale. Inoltre, le sorgenti di alimentazione usate per alimentare le sorgenti laser a tubo in vetro funzionano in un intervallo di corrente elettrica (da 30 a 150 mA) che è particolarmente pericoloso per il cuore umano, in quanto provoca defibrillazione e la morte. Questa tecnologia necessita delle suddette tensioni elevate per ionizzare i gas all'interno del tubo laser.


A causa delle molteplici preoccupazioni per la sicurezza relative all'uso di tali laser in tubo di vetro, ULS sconsiglia vivamente i potenziali utenti dal prendere in considerazione l'acquisto di un sistema di lavorazione laser costruito con laser in vetro ad alta tensione.


Per saperne di più sulle importanti considerazioni sulla lavorazione di materiali mediante laser.