17.05.2004

A TUTTO LASER.Tratto da Graph Creative

Quando nel 1960 Theodore Maiman creò e utilizzò il primo laser al rubino, probabilmente non aveva previsto l'enorme sviluppo che avrebbe raggiunto questa tecnologia. Nelle pagine seguenti tutto quello che volevate sapere sul laser e non avete mai osato chiedere
Il laser viene oggi usato per interventi chirurgici, per tagliare tessuti, per misurare distanze, per traforare e sagomare metalli, per numerizzare codici a barre e per altre innumerevoli applicazioni. Nel campo dell'incisoria ha avuto una velocissima crescita che è dovuta a fattori come la ridotta dimensione, la funzionalità  accresciuta e la riduzione dei costi dei sistemi. In poche parole i sistemi laser sono facili da utilizzare, si compongono le scritte o i disegni sullo schermo del computer e si lancia l'incisione con la stessa facilità  con la quale si lancia una stampa. La versatilità  è la caratteristica principale del laser, si possono incidere: vetro, pietra, marmo, granito, pietre dure e preziose; incidere e tagliare: legno, metallo, plastica, gomma, cuoio, carta, stoffa, ceramica e innumerevoli altri materiali. L'incisione laser è semplicemente bella esteticamente e garantisce una certa esclusività . Il prezzo di partenza di un sistema professionale laser è accessibile a una più ampia fascia di operatori del settore dell'incisoria e marcatura.

Cosa si cela dietro la tecnologia laser
L.A.S.E.R.: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, (Luce Amplificata da Emissione di Radiazioni Stimolate). Essenzialmente il laser è una luce di grande potenza. La luce laser possiede caratteristiche ben definite: - àˆ monocromatica (es. se un raggio di luce viene proiettato attraverso un prisma trasparente, esso si divide nei vari colori dell'iride visibili all'occhio umano, la luce laser invece devia il proprio tragitto senza subire alterazioni di colore). - àˆ estremamente direzionale e caratterizzata da una bassissima divergenza. àˆ in pratica l'opposto di un flash fotografico. - Rimane sottile anche se percorre lunghe distanze. La distanza tra la terra e la luna, ad esempio, è stata misurata con un raggio laser. - Coerenza: significa che tutti i fasci luce del laser nascono nello stesso istante, sono della stessa dimensione e subiscono identiche variazioni durante il loro tragitto, con il risultato di giungere a destinazione nello stesso momento, creando cosଠuna forte energia. - La luminosità  è un'ulteriore caratteristica della luce laser. Tutti i fasci di luce del raggio lavorano insieme senza spargersi e rimangono dello stesso colore. Questo fenomeno crea una luce molto brillante ad alto contenuto di energia. Se una lampadina da 40 W ad esempio, è appena sufficiente per permetterci di leggere un libro un laser della stessa potenza invece è in grado di produrre abbastanza energia da incidere il metallo.

Come funziona il laser
Come abbiamo detto il laser è essenzialmente una sorgente di luce amplificata con alcune caratteristiche peculiari. In particolare questa tipologia di radiazione è direzionale, monocromatica e coerente. Ciò la rende facilmente trasportabile e concentrabile fino a elevatissime densità , cosa impossibile per le fonti di luce convenzionali. Tutti i laser sono dotati di quello che viene chiamato "medium attivo" che serve a trasformare una certa forma di energia fornita (per esempio luminosa, elettrica o chimica) in luce laser. Il medium attivo può essere un liquido, da un gas o un solido. A livello industriale i laser più diffusi sono i laser Co2 e gli YAG. I primi contengono una miscela di C02, neon, elio e altre piccole quantità  di gas; i secondi (es. Nd:YAG) utilizzano invece cristalli sintetici; per questo motivo sono anche detti laser allo stato solido. Accanto a queste sorgenti sono sempre più diffusi i laser a diodi, i quali hanno come medium attivo una giunzione semiconduttore. Nei laser C02 il gas viene eccitato elettricamente e produce l'energia necessaria per creare la luce laser, i cristalli YAG invece vengono investiti da una forte luce alogena che viene trasformata in energia laser. Una volta creato, il raggio laser viene amplificato con un gioco di specchi: rimbalza più volte da uno specchio all'altro passando attraverso il medium attivo moltiplicando cosଠla propria energia. Il risultato finale viene, infine, canalizzato in una lente che ne concentra il fascio in uno "spot" dal diametro minuscolo (minore sarà  il diametro, maggiore risulterà  la densità  di potenza del raggio). La potenza di un laser si misura in Watt e, al fine di avere un parametro comprensivo anche della effettiva capacità  di lavorazione si fornisce il minimo diametro a cui è focalizzato il fascio (lo spot). Ad esempio, un laser da 25 W focalizzato in uno spot da 0,1 mm è 4 volte più efficiente, dal punto di vista del rendimento sul materiale, dello stesso se fosse focalizzato in un punto spot da 0,2mm

Pulsato o continuo
II raggio può essere pulsato o continuo. Le pulsazioni sono rapidissime emissioni di luce. I laser pulsati vengono generalmente usati per l'incisione. In alcuni sistemi sofisticati esiste la possibilità  di determinare la frequenza delle pulsazioni che vengono misurate in Hertz. Dipendenti dal diametro dello spot, oltre che dalla massima pulsazione del laser e velocità  della macchina sono invece i DPI "Dot Per Inch" (punto per pollice), ovvero il numero di impulsi prodotti nella misura di un pollice (25.4 mm). Altri laser invece sono a raggio continuo e vengono utilizzati per il taglio e la traforatura. Un sistema perfezionato deve essere in grado di offrire entrambe queste opzioni.

Il sistema di spostamento
II sistema di spostamento del raggio laser è un'altra caratteristica molto importante ed è generalmente di 3 tipi: raster, vettoriale o galvanometrico. Il primo metodo soprannominato raster, da noi tradotto in retino, provoca uno spostamento longitudinale del raggio. L'immagine viene creata da una trama di punti positivi e negativi (simile a un'immagine TV), dove i punti positivi corrispondono a un'emissione laser, mentre quelli negativi corrispondono a un'inattività  che lasciano la superficie intatta. Vettoriale è invece il sistema di spostamento simile a quello dei pantografi o dei plotter elettronici, con dei movimenti simultanei sugli assi X e Y, che creano dei vettori lineari. Il galvanometro è in pratica uno specchio molto sofisticato mosso da un motore elettrico, il quale con dei rapidissimi movimenti ne modifica l'orientamento. Per darvi un'idea, vi sarà  capitato di riflettere su di una parete i raggi del sole con il quadrante dell'orologio da polso e di determinarne il movimento; il galvanometro si basa sullo stesso principio.

I tipi di laser
I laser vengono distinti dal materiale tramite il quale vengono generati. Un laser rubino ad esempio utilizza un cristallo di rubino sintetico come medium. Questo laser viene normalmente utilizzato per la misurazione delle distanze. Il laser ad argon utilizza questo elemento gassoso inerte e viene adoperato negli interventi chirurgici. Il neon di elio è il medium attivo che genera i raggi laser necessari per la lettura dei codici a barre nelle casse dei moderni supermercati, velocizzando sia il calcolo del pagamento sia lo svuotamento del nostro portafoglio. I laser più comunemente utilizzati per l'incisione sono YAG o CO2. Il laser YAG utilizza uno speciale cristallo formato da (Y) lttrio Alluminio e Granato combinati insieme dal neodimio (elemento raro). Le iniziali di questi cristalli ne hanno determinato il nome YAG e questi laser sono impiegati soprattutto per l'incisione e il ritaglio dei metalli. II laser CO2 utilizza una miscela di gas composta in maggior parte di biossido di carbonio e permette di incidere e profilare un largo numero di materiali non ferrosi. Un laser CO2 è comunque in grado di ritagliare anche materiali come l'acciaio. I differenti tipi di laser producono differenti colori che vengono determinati dalla lunghezza d'onda che producono. Il colore di un laser determina in modo radicale il campo di utilizzo del laser stesso. In pratica la capacità  di assorbimento dei materiali aumenta o diminuisce a seconda del colore del raggio. I laser rubino ed elio producono un raggio rosso mentre gli argon hanno una luce blu-verde, i CO2 generano un colore infrarosso a onde lunghe, mentre lo YAG produce un colore infrarosso a onde corte, entrambi sono invisibili all'occhio umano.

Le caratteristiche dell'incisione laser
II laser offre numerosi vantaggi e particolari caratteristiche che ne hanno favorito lo sviluppo e la popolarità  nel settore dell'incisione. L'incisione laser non produce nessun tipo di pressione o di frizione sui materiali eliminando radicalmente il problema del fissaggio. Come accennato precedentemente, l'incisione laser è molto meno complicata di quella a fresa o a diamante: componete il testo o il grafico sul computer, posizionate l'oggetto sul piano di lavoro e lanciate l'incisione. àˆ pressochà© facile come utilizzare una stampante, non bisogna più preoccuparsi dello sfrido, dell'angolo della fresa, della planimetria e di tutti gli accorgimenti che sono necessari per una buona incisione tradizionale. Niente più montaggi e smontaggio degli utensili, basta schiacciare l'interruttore e il laser è pronto all'uso. Un sistema laser CO2 da 25 W a sorgente sigillata, pur avendo le caratteristiche produttive di un sistema di incisione altamente professionale, ha dei costi di gestione equiparabili a quelli di una stampante laser per lavori d'ufficio. Ricordiamo inoltre che un laser "focheggiato" ha un diametro estremamente sottile (circa 1 decimo di millimetro); questa caratteristica combinata con la precisione del sistema, permette di effettuare l'incisione di grafici molto complessi o di caratteri di altezza inferiore al millimetro.

Sguardo al futuro
Negli ultimi anni abbiamo osservato profondi cambiamenti nei sistemi laser per l'incisione, siamo passati da voluminosi e complicati macchinari industriali a sistemi piccoli e compatti pilotati da personal computer. La nascita e il perfezionamento delle sorgenti laser sigillate ha dato un contributo importante alla loro diffusione. I sistemi sono diventati più leggeri, di dimensioni contenute e facili da usare. Con questi apparati di nuova generazione i programmi o software sono diventati una componente di grande rilevanza. L'era del sistema dedicato è ormai terminata e si possono utilizzare i programmi più diffusi e più efficaci come i conosciutissimi CorelDraw, Autocad, Freehand, Illustrator, Pagemaker, e cosଠvia, a seconda delle singole esigenze produttive. I laser hanno preso piede non solo nell'incisione, ma anche nel taglio, per la creazione di oggetti traforati e sagomati che apportano un tocco di maggior personalità  e originalità . Gli incisori hanno saputo dare libero sfogo alla loro creatività  imparando a colorare le incisioni laser con vernice, vinile o plastiche multistrato. Alcuni di essi utilizzano il laser per creare scritte adesive direttamente sul supporto, altri invece sono in grado di creare stampi per timbri o per impressioni a caldo da utilizzare con nuovi materiali plastici resistenti al calore. Le applicazioni sono infinite e ogni giorno riceviamo informazioni dagli utilizzatori che ci permettono di affermare che il campo di applicazione dei sistemi laser è limitato solo dalle conoscenze tecniche e dalla fantasia degli utilizzatori. I fabbricanti di supporti e di oggettistica adeguandosi all'evoluzione del mercato hanno creato linee di prodotti specialmente realizzate per l'incisione laser. Abbiamo visto nuove plastiche, metalli con smaltature e anodizzazioni ideali per il laser, nuovi oggetti in legno e molte altre novità .
(Graph Creative Aprile 2004)

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