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Innovazioni ULS

Database dei materiali intelligente

Il Database dei materiali intelligente è il risultato del lavoro compiuto da scienziati e ingegneri in svariati decenni di ricerca e sviluppo ed è il contenitore più vasto ed esauriente di parametri per la lavorazione laser di materiali compresi nell'intervallo da 10 a 500 Watt. Il database, in tutta la sua potenza e versatilità, è accessibile agli utenti tramite l'Universal Control Panel (UCP) (Pannello di controllo universale) e il Laser System Manager (LSM) (Gestore del sistema laser). Questa funzionalità è in costante evoluzione e si arricchisce tutti i giorni con nuovi materiali e nuove risorse aggiunti dai clienti, offrendo vantaggi sempre maggiori:

  • Lavorazione dei materiali sempre più completa
    La straordinaria complessità della lavorazione di materiali mediante laser viene pressoché annullata in tutti i sistemi ULS.
  • Maggiore produttività
    Il Database dei materiali intelligente consente agli utenti di concentrarsi sulla propria produttività e non su un lavoro di sviluppo delle impostazioni che richiederebbe prove ed errori.
  • Sicurezza superiore
    Per ogni materiale vengono impiegate le impostazioni ottimali, riducendo in tal modo i potenziali problemi di sicurezza durante la lavorazione mediante laser.

  • Lavorazione dei materiali sempre più completa

    La lavorazione dei materiali mediante laser può essere un impegno articolato e altamente tecnico. La selezione corretta dei parametri di lavorazione relativi a taglio, incisione e marcatura laser di un materiale può variare in base a diversi fattori, tra cui:


    • Tipo di materiale
    • Spessore del materiale
    • Potenza laser disponibile
    • Tasso di erogazione di energia
    • Lunghezza d'onda laser
    • Lunghezza focale della lente
    • Ciclo di lavoro del laser
    • Velocità del sistema di erogazione del raggio
    • Numero di impulsi per pollice
    • Portata del flusso dell'aria
    • Lunghezza d'onda dell'impulso
    • Portata di scarico

    Senza assistenza software, gli utenti devono far ricorso a test reiterati e all'esperienza acquisita per raggiungere risultati accettabili in ogni lavorazione. Questo metodo di lavorazione è lento e altamente inaffidabile, ma soprattutto si rivela incostante e non sempre trasferibile da sistema a sistema o da una sorgente laser all'altra con intervalli di potenza differenti. Questa complessità è un ostacolo frustrante che vanifica i vantaggi potenzialmente illimitati che i sistemi laser offrono.


    Il Database dei materiali intelligente è uno dei molti vantaggi offerti da ULS per rendere più semplice la lavorazione di materiali mediante laser. Esso riduce la complessità a un semplice processo a tre fasi: 1) selezione di un materiale compatibile dall'elenco, 2) scelta del tipo di lavorazioni da eseguire (taglio, marcatura o incisione) e 3) inserimento dello spessore del materiale. Da queste informazioni, il Database dei materiali intelligente è in grado di generare automaticamente i parametri di lavorazione ottimali per il materiale, permettendo all'utente di dedicarsi esclusivamente alla propria produttività, senza doversi far carico di una lunga sperimentazione.


    Per ridurre in modo così sensibile la complessità, il Database dei materiali intelligente bilancia diversi fattori: tipo e spessore del materiale da lavorare, configurazione del sistema laser attuale e tipo di lavorazione desiderata, compensando in tal modo una varietà di fenomeni. Nella sezione seguente vengono descritte in maggiore dettaglio le tipologie di considerazioni effettuate dal Database dei materiali intelligente.


    Considerazioni sui materiali


    Il Database dei materiali intelligente contiene i parametri di lavorazione laser di centinaia di materiali, spaziando da quelli più comunemente utilizzati (legno di ciliegio, acrilico, vetro) a quelli specifici per determinate applicazioni (Nastro biadesivo 4411-4412 3M, Marnot XL con rivestimento antigraffio, Policarbonato Lexan, Hastelloy). In ognuno dei casi, il database determina quali materiali possono essere marcati, tagliati o incisi con la configurazione del sistema laser attuale. Ad esempio, un sistema laser configurato con un laser a fibra può marcare la plastica di policarbonato, ma non è in grado di tagliare o incidere. Un sistema laser con laser a CO2 può marcare e incidere, ma potrebbe non essere in grado di tagliare i fogli di policarbonato più spessi se il laser ha una potenza nominale più bassa. Nel Database dei materiali intelligente sono contenute queste peculiarità ed è anche grazie ad esse che il database può guidare l'utente rispetto a ciò che può o non può essere lavorato.


    Il database, inoltre, tiene conto della configurazione del sistema laser attuale e garantisce la coerenza dei risultati di lavorazione in un'ampia gamma di materiali compatibili.


    Considerazioni sulla profondità


    Nelle applicazioni di taglio laser e incisione laser, il Database dei materiali intelligente regola automaticamente la velocità del taglio per ottenere i risultati desiderati. Nel taglio laser, questo significa che il materiale sarà completamente separato. Nell'incisione laser, la profondità sarà mantenuta costante. In entrambi i casi, i risultati vengono raggiunti alla resa più elevata possibile.


    Considerazioni sulla potenza


    I materiali rispondono in modo diverso alle sorgenti laser con livelli di potenza differenti. Il taglio di un acrilico di 12,7 mm (½”) con 150 watt di potenza laser è circa due volte più veloce del taglio con 75 watt. Alcuni materiali, come ad esempio i film sottili, mostrano un comportamento in lavorazione migliore a livelli di potenza più bassi. Il legno si scurisce quando marcato con laser di potenza più bassa, ma mantiene il colore a livelli di potenza più elevati. In tutti i casi è necessario regolare i parametri della lavorazione del materiale mediante laser per compensare il livello di potenza della sorgente laser.


    ULS offre una varietà di sorgenti laser con potenze che vanno da 10 watt a 500 watt. Alcune macchine di taglio, incisione e marcatura laser possono essere equipaggiate di laser multipli. In molti sistemi laser, la potenza del laser può essere mischiata e abbinata. Un PLS6.150D, ad esempio, può utilizzare contemporaneamente sia un laser a 75 watt che un laser a 10 watt. Per una maggiore flessibilità, i laser su tutti i sistemi possono essere riconfigurati in meno di 30 secondi utilizzando Rapid Reconfiguration, una funzionalità unica e potente offerta solo da ULS.


    La selezione dei parametri di potenza del laser corretti per la lavorazione di materiali può essere complessa. Questo è un altro aspetto nel quale il valore aggiunto offerto dal Database dei materiali intelligente è straordinario. Esso regola automaticamente i parametri della lavorazione per adattarli a qualsiasi configurazione del laser. Il database consiglia le impostazioni migliori per un'ampia gamma di requisiti. Può fornire soluzioni per esigenze diversissime tra loro, spaziando ad esempio dall'uso di un singolo laser di 25 watt per tagliare ABS da 6,35 mm (¼”) fino all'uso di un doppio laser di 40 e 50 watt per marcare il granito. L'eccezionale efficacia del database si estende all'intera linea di prodotti ULS ed è perfettamente compatibile con altre tecnologie di ULS quali Dual Laser Configuration, Multi-Wavelength, MultiWave Hybrid e altre, per offrire agli utenti un semplice accesso a un'incredibile varietà di capacità di lavorazione, ma evitando al tempo stesso le complessità associate.


    Considerazioni sulla lunghezza d'onda


    ULS offre laser di tre lunghezze d'onda differenti: a CO2 da 10,6 µm, a CO2 da 9,3 µm e a fibra da 1,06 µm. Ciascuna lunghezza d'onda interagisce in modo diverso con ogni materiale. Un laser a CO2 da 10,6 µm può non avere alcun effetto sull'alluminio, mentre il laser a fibra da 1,06 µm può produrre marcature ad alto contrasto. Il policarbonato produce marcature satinate con le sorgenti a CO2 da 10,6 µm e a CO2 da 9,3 µm, ma una marcatura nero scuro con la sorgente a fibra da 1,06 µm. Il Database dei materiali intelligente utilizza il tipo o i tipi di laser installato/i nel sistema ed è in grado di regolare di conseguenza i parametri della lavorazione di materiali mediante laser.


    Considerazioni sulle capacità


    Alcuni materiali hanno proprietà che ne consentono la lavorazione in più modalità utilizzando una singola sorgente laser. Un esempio lampante è la gomma utilizzata per fare i timbri, la quale può essere marcata direttamente o tagliata per creare una rappresentazione reale del file di progetto, oppure lavorata in "modalità timbro" per realizzare un timbro di gomma funzionale di elevata qualità. Questa lavorazione prevede l'aggiunta di "spalle" alle marcature per aumentare la resistenza dei rispettivi rilievi. Il Database dei materiali intelligente contiene le impostazioni corrette per ogni tipo di lavorazione, offrendo all'utente la flessibilità di produrre qualsiasi degli effetti menzionati sullo stesso materiale.


    Altre considerazioni


    A diversi materiali sono associate considerazioni che non ricadono pienamente in una particolare categoria e che vengono visualizzate semplicemente come "note di lavorazione". Queste note variano in base al materiale. Ad esempio, tagliando legno di maggior spessore, la lente potrebbe essere sporcata da fuliggine e fiammate. Nelle note, pertanto, si suggerisce di utilizzare l'accessorio ad aria coassiale sul gruppo dell'aria di assistenza, per proteggere l'ottica e aumentare la longevità del sistema laser. Gli utenti possono anche aggiungere le proprie note di lavorazione per ogni materiale, contribuendo a rendere il database un comodo archivio di informazioni relative a materiali specifici.

  • Maggiore produttività

    Senza l'assistenza software del Database dei materiali intelligente, gli utenti devono far ricorso a metodi basati su "prove ed errori" per determinare i parametri di lavorazione, un approccio che può rivelarsi oltremodo lento e passibile di errori e che potrebbe non condurre a risultati accettabili. La natura iterativa di questo metodo comporta anche quantità sostanziali di materiale di scarto che potrebbero costituire una voce di costo significativa. Si consideri una situazione in cui un cliente richiede l'esecuzione di una singola lavorazione su un materiale che provvede egli stesso a fornire. In questo caso è possibile che un operatore debba testare diversi set di parametri per arrivare a un livello qualitativo adeguato. Nel migliore dei casi questo causerebbe un ritardo nella consegna, nel peggiore dei casi il materiale del cliente potrebbe rovinarsi. Utilizzando il Database dei materiali intelligente, invece, l'operatore ridurrebbe significativamente il numero di iterazioni necessarie per la lavorazione.


    Il Database dei materiali intelligente rappresenta anche un archivio centralizzato di materiali personalizzati. Gli utenti possono inserire parametri specifici per qualsiasi materiale desiderato, i quali potranno essere richiamati istantaneamente in un momento qualsiasi nel futuro. Questo è un vantaggio enorme per i clienti che usano materiali simili ma non esattamente uguali ai materiali presenti nel database. Gli utenti inoltre possono duplicare i materiali esistenti, apportare modifiche ai parametri e salvare come materiale nuovo/personalizzato, fornendo un ausilio nel processo iterativo e nel consolidamento delle procedure.

  • Sicurezza superiore

    Alla lavorazione dei materiali con un sistema laser sono associati possibili pericoli. Se vengono selezionati parametri errati, il materiale potrebbe bruciare, costituendo in tal modo una minaccia per il sistema laser, per la struttura e per il personale nelle vicinanze. Il Database dei materiali intelligente provvede a ridurre sensibilmente questi aspetti legati alla sicurezza selezionando parametri che sono stati rigorosamente testati in sistemi laser reali da esperti della lavorazione di materiali mediante laser. Ad esempio, svariati materiali hanno una profondità di taglio massima. In alcuni casi questa profondità di taglio potrebbe rappresentare una limitazione per la lavorazione, ma in altri casi il materiale potrebbe comportare un problema di sicurezza se l'utente tentasse di tagliare più in profondità rispetto a questo limite. Altri materiali hanno velocità di taglio o di marcatura prestabilite, il che può essere legato ad aspetti di sicurezza. In generale, il Database dei materiali intelligente utilizza impostazioni di lavorazione di materiali mediante laser ottimali in tutti gli scenari, garantendo al tempo stesso la sicurezza durante le operazioni.

  • Salvaguardia dell'investimento

    ULS cura costantemente il Database dei materiali intelligente. Con ogni nuovo aggiornamento software gli utenti ricevono anche gli ultimi materiali per le lavorazioni laser, a garanzia dell'investimento del cliente.