Velocità di taglio e alta potenza questo è il nostro credo!

Alta velocità ed elevata potenza: sono queste le prerogative e le parole chiave del Tech Talk con cui Andrea Porta, CEO di Eagle Italia, ha aperto la terza giornata di Cutting Week. Un appuntamento imperdibile con i protagonisti assoluti dell’alta potenza: i sistemi di taglio laser Eagle, espressione diretta di una filosofia secondo cui la redditività del processo cresce in modo proporzionale alla prestazione di taglio messa in campo.

Parlando di taglio laser piano, qual è la filosofia costruttiva che vi guida in termini di sviluppo e quali sono i capisaldi tecnologici che portate avanti attraverso la vostra gamma di prodotto che vorrei presentasse, a grandi linee, spiegandone le principali peculiarità?

L’attenzione della Eagle è rivolta a sfruttare al massimo i vantaggi della tecnologia laser fibra, cioè: velocità di taglio e alta potenza. Per quanto riguarda la velocità di taglio, che aumenta all’aumentare della potenza laser, è fondamentale progettare e costruire macchinari che riescano a sfruttarla. Sono quindi necessari macchinari che abbiano alte accelerazioni, così da garantire tempi ciclo ridotti e altissima produttività. La meccanica deve essere completamente rivista rispetto ai macchinari convenzionali e i motori lineari diventano uno strumento fondamentale per poter raggiungere le prestazioni necessarie. Per quanto riguarda l’alta potenza è invece fondamentale adottare soluzioni che riescano a gestirla. Compito assolutamente non facile! Se non si tengono in considerazione alcune soluzioni costruttive fondamentali, l’alta potenza può provocare più svantaggi che vantaggi, considerata la complessità nel gestirla e i molti fermi macchina a cui si potrebbe andare in contro. In particolare, è fondamentale avere teste di taglio non convenzionali che non soffrano con l’utilizzo di queste alte potenze. Eagle ha affrontato questa sfida da tempo e ora può vantare soluzioni tecniche in grado di sfruttarle entrambe.

Oggi sembra che produttività, efficienza e qualità di taglio passino quasi esclusivamente dall’uso di sorgenti laser con potenze sempre più elevate; è così? La redditività cresce realmente in modo proporzionale con la potenza impiegata? Se no, quali sono, secondo voi, gli aspetti determinanti per una reale efficienza di processo e quindi incrementare la qualità di taglio e ridurre il costo pezzo?

L’efficienza migliora quando aumenta la produttività e questa aumenta con l’uso di potenze più elevate soprattutto se i macchinari riescono a sfruttarne i vantaggi in termini di velocità. Sono quindi fondamentali le “accelerazioni” che questi sistemi riusciranno a garantire. Nel caso vengano utilizzati macchinari con accelerazioni convenzionali i benefici delle alte potenze saranno notevolmente inferiori, perché difficilmente si riuscirà a raggiungere le velocità di taglio impostate. In quest’ ultimo caso rimarranno principalmente i vantaggi qualitativi e la produttività/efficienza migliorerà nel taglio degli spessori più alti, dove il tempo di perforazione sarà notevolmente inferiore e le velocità in gioco non saranno così elevate. Non dobbiamo però dimenticare che se da una parte l’aumento delle potenze è fondamentale per la maggiore produttività, anche i sistemi devono avere soluzioni tecnologiche che permettano di esaltarne i vantaggi qualitativi e di performance. Infatti, non tutti i macchinari potrebbero sfruttare a dovere queste alte potenze, riducendo i benefici. Un esempio, oltre alla accelerazione, è il collimatore adattivo che permette di utilizzare il diametro di fascio laser più adeguato ai vari materiali e spessori così da aumentare sia la velocità che la qualità. L’aumento delle potenze deve quindi essere accompagnato da soluzioni tecniche innovative nei macchinari, per cogliere in pieno tutti i vantaggi.

Secondo la vostra concezione, cosa si intende per automatizzazione del processo di taglio? Quali sono gli aspetti determinanti? Oltre all’uso di sistemi di carico e scarico e magazzini automatici, penso per esempio all’impiego sistemi di visione per il recupero degli sfridi e quindi l’ottimizzazione dell’uso di materiale o al sorting dei particolari tagliati, ovvero la gestione del pezzo singolo in fase di scarico, … cosa dice in merito?

Per un’azienda che basa tutta la sua filosofia sulla produttività e l’efficienza, l’automazione del processo è fondamentale. I livelli di automazione sono tre: software; carico-scarico/magazzini; sorting. Il software è il primo livello perché fondamentale nel preparare il nesting più adatto a soddisfare l’esigenza del cliente. Per esempio: in un sistema senza sorting l’attenzione sarà rivolta all’ottimizzazione del nesting per aver il minor sfrido possibile; in un sistema con sorting sarà invece fondamentale preparare il nesting in modo che i particolari siano liberi dallo scheletro e così più semplici da separare.
Tutto questo senza dimenticare il tempo ciclo e quindi l’efficienza del sistema. Bisogna fare molta attenzione a cecare di ridurre tutti i tempi in cui la macchina laser non taglia. Partendo da questa considerazione Eagle ha lavorato molto per ridurre: i tempi necessari per la squadratura del foglio di lamiera, il tempo di scambio dei tavoli e la velocità del carico scarico. Più lunghi sono questi tempi e meno il sistema potrà essere efficiente.
La separazione del pezzo è sicuramente la sfida più importante che stiamo affrontando. Il primo costruttore che troverà un sistema efficacie per separare qualsiasi tipo di particolare ne trarrà grandissimo beneficio. A oggi ritengo che nessuno sia arrivato a questo obbiettivo.
Posso anticipare che Eagle ha sviluppato un concetto che ci permetterà di soddisfare questa necessità, la difficoltà sta ora nel trasformare questo concetto in una soluzione pratica.

Quali sono le principali innovazioni che avete sviluppato e introdotto per garantire una qualità di taglio ottimale indipendentemente dalla tipologia del materiale e del suo spessore. Quali strumenti ha a sua disposizione l’utente per gestire in modo adeguato i frequenti cambi di prodotto e le conseguenti variabili in gioco nell’arco della sua giornata lavorativa?

Prima di tutto vorrei evidenziare che il sistema perfetto è quello che non ha componenti inutili. La nostra teoria è che “tutto quello che non c’è non si rompe”, quindi l’aggiunta di dispositivi, non necessari, non fa parte della nostra filosofia. Il laser fibra ci ha anche semplificato la vita in quanto il processo di taglio è molto più stabile rispetto ai vecchi CO2. La catena ottica dei CO2, che era lunga almeno 5 m, è stata sostituita da una catena ottica di circa 500 mm, che si limita alla testa di taglio. Quindi, le variabili legate alla propagazione del fascio sono state praticamente annullate. Rimane però la difficoltà del progettare teste di taglio prive di contaminazione. Se le ottiche della testa sono in ordine, non ci saranno sorprese nel taglio. Se invece queste ottiche non sono in ordine il taglio inizierà a essere instabile. Proprio su questo componente ritengo che Eagle abbia il suo punto di forza, con soluzioni tecniche all’avanguardia, come per esempio aver ridotto a solo tre ottiche le componenti all’interno della testa. A tutto ciò è stato abbinato un collimatore adattivo (brevettato) che permette di cambiare il diametro del fascio laser e adattarlo a tutti i materiali e spessori. Opzione fondamentale per garantire massima qualità e prestazioni per tutti i materiali e spessori. L’operatore non dovrà fare nulla in quanto la macchina imposterà tutti i parametri (incluso il diametro del fascio laser) per il taglio del materiale e spessore impostato. In aggiunta, oltre ai sistemi più convenzionali come i sistemi di controllo delle riflessioni e il cambio ugelli automatico, abbiamo aggiunto un sistema di centraggio del fascio automatico che monitora in “real time” la centratura del fascio ed esegue il suo centraggio automaticamente in caso di necessità. Tutte queste soluzioni hanno ridotto praticamente a zero le operazioni manuali a carico dell’operatore.

Pensando ai tre componenti fondamentali come la sorgente laser, la testa di taglio e l’ambiente di programmazione, sulla base di quelle che sono le vostre esperienza e scelte costruttive, quali sono, per ognuna di queste, le differenze fondamentali esistenti tra una soluzione proprietaria e una commerciale reperibile sul mercato? Quali sono, a suo avviso, i vantaggi e gli svantaggi?

Dovremmo, a mio parere, distinguere tra il vantaggio economico e quello tecnico. Oggi vorrei soffermarmi sull’aspetto puramente tecnico e la domanda dovrebbe essere, quale soluzione porta maggiori vantaggi all’utilizzatore? Vediamone uno alla volta iniziando dalla sorgente laser; Penso che tutti possano confermare che IPG abbia raggiunto una leadership indiscutibile nella fabbricazione di sorgenti laser. I numeri di sorgenti da loro prodotte sono impressionanti e i loro macchinari sono sempre più efficienti e affidabili. In aggiunta possono garantirci le alte potenze di cui noi siamo stati sempre i pionieri. Riteniamo quindi che sia impossibile avere un prodotto proprietario superiore a ciò che si trova oggi sul mercato.
Parlando dell’ambiente di programmazione, va detto che quando parliamo di software di programmazione la scelta di avere una soluzione commerciale è a nostro parere vincente perché permette all’utilizzatore di non essere vincolato nell’acquisto di un macchinario o di quelli futuri da un singolo fornitore. Con un software esterno potrà di programmare qualsiasi macchinario o brand. In aggiunta, il numero di richieste affrontate da una software house è sicuramente superiore a quella di molti costruttori di macchinari e quindi le soluzioni offerte sono generalmente più efficaci e rapide.
Infine, non trascuriamo che con l’introduzione del concetto “Industria 4.0” è fondamentale avere al proprio fianco professionisti che siano in grado di interfacciare il loro prodotto con il vasto numero di sistemi gestionali che si trovano oggi nel mercato. Lavoro che sulla carta sembra semplice, ma non sempre lo è. In fine, la testa di taglio: questo è il componente più delicato di tutto l’impianto o, per meglio dire, quello che ha messo più in difficoltà i vari costruttori. Sicuramente tutti i costruttori che hanno deciso di adottare un collimatore adattivo invece di quello fisso sanno di cosa sto parlando. Eagle non ha trovato in commercio una soluzione efficace per questa funzione e in aggiunta nessuna in grado di gestire al meglio le alte potenze (a partire dal 6.000 W) e per questo motivo abbiamo deciso di sviluppare un nostro modello: la testa eVa. La testa è fondamentale nel processo di taglio e le deleghiamo molti compiti: controllo del fascio diametro del fascio laser, la posizione del punto focale e anche la forma del fascio laser. È per noi il componente in cui risiede la maggior parte del nostro “know how” e quini è fondamentale svilupparlo internamente.

Chiudiamo con un tema che ha caratterizzato fino a qualche anno fa il mercato: CO2 o fibra? O meglio, in un mondo che sembra ormai preferire il laser in fibra, quando è ancora utile e conveniente puntare su di un laser CO2?

Ormai i casi in cui il CO2 è meglio del laser in fibra sono limitatissimi. In termine di produttività non ci possono essere confronti. Forse l’unico caso in cui il CO2 è ancora un po’ superiore è nella qualità di taglio degli spessori dall’8 al 15/20 mm di inox. Mi sono fermato al 15/20 mm perché non mi risulta che i CO2 possano arrivare oltre invece i nostri fibra possono arrivare fino a 60 mm, anche se onestamente non ritengo che questi siano spessori da laser. Comunque sia, tornando alla qualità di taglio tra 8 e 15/20 mm dobbiamo però considerare che i laser in fibra stanno vivendo uno sviluppo impressionante anche in termini qualitativi. Oggi le alte potenze e opzioni come il CatLine hanno ridotto notevolmente il gap qualitativo con i CO2 e in aggiunta il mercato si sta sempre più adattando alla qualità fibra anche su questi spessori.