Il futuro del laser è fibra, ma il CO2 rimane in gioco

Abbiamo chiesto ad alcuni dei principali attori del mondo del laser quali trend – tecnologici e di mercato – stanno guidando le scelte degli utilizzatori. Il laser fibra ne esce vincitore, ma le sorgenti CO2 rimangono vincenti in alcune nicchie

L’avvento delle sorgenti in fibra ha rivoluzionato la tecnologia laser degli ultimi anni: che si tratti di taglio, di saldatura, di marcatura o di apporto di materiale (Selective Laser Sintering, SLS), i benefici derivanti dall’impiego delle nuove sorgenti sono indiscutibili.

Il primo, più evidente, è l’elevata velocità di lavoro, seguito a breve distanza dai bassi costi operativi. La semplicità costruttiva degli impianti, poi, ha come effetto collaterale una maggiore affidabilità complessiva delle macchine stesse.

I bassi costi – uniti ai recenti incentivi statali – hanno così contribuito allo sviluppo del mercato e alla crescita dei costruttori di macchine laser.

Possiamo quindi decretare la fine del CO2? Neanche per sogno!

Sicuramente ridimensionato nei numeri, rimane comunque una scelta valida in alcune applicazioni e merita di essere valutato caso per caso.

Abbiamo chiesto ad alcuni tra i principali player di questo complesso settore quali siano i fattori chiave che stanno guidando lo sviluppo delle soluzioni laser e quali saranno i possibili sviluppi tecnologici proprio ora che le sorgenti in fibra si stanno consolidando.

Le differenti sorgenti laser potranno convivere o lo sviluppo di quelle a fibra ottica è destinato a cambiare gli equilibri tecnologici di questo settore?

Stefano Draghi, Rofin Baasel Italiana

Da alcuni anni il trend è a favore del laser fibra rispetto a quello CO2. Ciononostante, riteniamo, confortati anche dal mercato, che per alcune applicazioni – sia di taglio che di saldatura – sia ancora la soluzione migliore. Quando si pensa al CO2 viene naturale associarlo alle sorgenti multi kW, in realtà c’è una quota significativa anche nel campo delle basse potenze, ci riferiamo ai laser CO2 sigillati. Il mercato di questi ultimi, impiegati normalmente per il taglio di materiali non metallici dove la fibra non è utilizzabile, è sempre cresciuto negli ultimi anni proprio perché inaccessibile alle altre tecnologie.

Immaginare cosa ci riserverà il futuro non è scontato. Solo fino a 7-8 anni fa, il CO2 sembrava la soluzione a tutte le necessità applicative, mentre ora sappiamo che non è così. Oggi la domanda è: quale sarà l’evoluzione dei diodi per applicazione diretta? Fino a pochi anni fa se ne parlava solo per applicazioni di brasatura, mentre oggi alcune sorgenti e alcuni costruttori cominciano a valutarli anche per il taglio.

In marcatura abbiamo inoltre notato che i clienti non chiedono più “un laser fibra”, ma “la soluzione” che svolga al meglio il compito cui è destinata. Ciò significa che è passata un po’ la moda che portava a puntare solo sulla fibra e ci si è focalizzati sulle effettive necessità applicative.

Alberto Vismara, Trumpf Italia

Il mercato italiano del taglio richiede assolutamente le macchine in fibra: la tendenza è quella e, con quote attorno al 75-80%, i nostri numeri lo confermano. Il CO2 presenta comunque applicazioni dove la qualità del processo o le richieste del cliente lo rendono la scelta ideale. Inoltre il mercato italiano si sta muovendo moltissimo sul fibra, ma ci sono mercati europei che lavorano senza problemi con il CO2: occorre quindi comprendere quali siano le esigenze effettive e come soddisfarle al meglio.

Per quanto riguarda il prossimo futuro, il diodo diretto sembra la naturale evoluzione, anche se occorre pensare a quale tecnologia emergerà nel frattempo.

In alcuni casi, poi, il lungo ciclo di vita delle macchine non aiuta: chi ha investito 6 o 7 anni fa ha ammortizzato completamente la macchina e preferisce farla lavorare con un costo orario più basso anziché cambiarla. Abbiamo attivato servizi di noleggio macchina con clienti con una pianificazione della produzione molto accurata, dove dopo 4 o 5 anni può risultare conveniente cambiare modello, ma si tratta di casi sporadici e non sempre gli imprenditori italiani vedono di buon occhio questa possibilità.

Marco Casanova, Yamazaki Mazak Italia

I numeri parlano da soli: sia per quanto riguarda gli ordini, sia per le offerte, le richieste di macchine per il taglio laser in fibra sono prevalenti rispetto ai modelli CO2.

Negli ultimi anni abbiamo raggiunto prestazioni di taglio stabili e la produttività nel taglio di lamiere sottili è aumentata grazie all’elevata qualità del fascio laser in fibra. Abbiamo introdotto nuove funzioni intelligenti e l’esclusiva Multi-Control Torch di nostra produzione, che permette di realizzare tagli ottimali a grande velocità e precisione. Oggi, siamo certi di poter offrire macchine in fibra con potenzialità sempre più vicine a quelle del CO2, ma con costi di manutenzione e di esercizio sempre più ridotti.

Come prova di questa visione sinergica delle tecnologie di taglio laser e asportazione truciolo, abbiamo sviluppato e presentato l’anno scorso l’innovativo Integrex i-400 AM, che unisce in un’unica piattaforma la fabbricazione additiva alla lavorazione multitasking con una testa laser fibra. Mazak, per proprio natura, è sempre alla ricerca di nuove soluzioni.

Stefano Cattaneo, IPG Photonics     

Un fatto è certo: il laser fibra ha già cambiato gli equilibri. Un tempo la fibra veniva utilizzata unicamente per fare ciò che non era realizzabile con le sorgenti in CO2, mentre oggi le parti si sono definitivamente invertite.

Quest’anno abbiamo festeggiato i 10 anni dalla consegna in Italia del primo laser fibra per applicazioni di taglio (febbraio 2006). Siamo partiti con un piccolo integratore, CY Laser, che, andando contro il parere comune e la cattiva informazione dell’epoca, ha avuto il coraggio di sviluppare un’idea nuova: una macchina semplice, economica da usare e decisamente vantaggiosa rispetto a una tecnologia matura com’era quella del CO2. Vorrei sottolineare anche che, a quei tempi, mancavano addirittura le teste di taglio adatte alla tecnologia a fibra e il mercato proponeva soltanto teste da CO2 modificate. Oggi questo integratore ha installato oltre 250 macchine seguendo, negli anni, la crescita della stessa IPG Photonics, passata da un solo laser con potenza maggiore di 1 kW installato nel 2006 a 418 consegnati l’anno scorso solo in Italia.

Per quanto riguarda l’avvento di nuove sorgenti, non penso ai diodi diretti come una possibile alternativa alla fibra, poiché rappresentano un passo in avanti relativamente contenuto (potenze, qualità del fascio, lunghezza d’onda ed efficienza praticamente identiche); di sicuro non siamo di fronte a un grande cambiamento come nel passaggio da CO2 a fibra. Al contrario, invece, sono fiducioso nei confronti di soluzioni con nuove lunghezze d’onda, nel visibile o nell’infrarosso, così come per sistemi basati su principi di funzionamento diversi.

Giovanni Zacco, BLM Group

In qualità di utilizzatori esperti di sorgenti, valutiamo ogni novità immessa sul mercato. Siamo stati tra i primi a credere nella fibra alcuni anni fa e da allora il percorso è stato molto rapido, in particolare per la semplicità di utilizzo e l’affidabilità di processo.

Un elemento importante è la semplicità costruttiva delle macchine stesse. Un vecchio detto recita che “ciò che non c’è non può rompersi”: la meccanica molto raffinata che caratterizza il CO2 è stato un elemento fondamentale nel passaggio alla fibra, più semplice e meno “delicata”.

La tendenza è quindi sicuramente favorevole al laser fibra, ma non credo che il CO2 sparirà, è più credibile che ciascuna tecnologia si ricavi il proprio ambito applicativo più o meno ampio un po’ come è successo fra punzonatura e taglio laser. Inoltre non si deve dimenticare che lo sviluppo continua: i diodi diretti al momento rappresentano una tecnologia molto interessante da investigare, analizzare e valutare e potrebbero costituire elemento di novità importante.

Pierandrea Bello, Salvagnini Italia

Per noi la domanda assume un significato particolare, poiché già nel 2010 abbiamo fatto la scelta di abbandonare la tecnologia CO2 per affidarci unicamente alla fibra.

Ricordo le difficoltà iniziali legate all’impiego di questa tecnologia, ma i presupposti erano ottimi e il tempo ci ha dato ragione.

Al di là delle caratteristiche che oggi tutti conosciamo, come velocità ed efficienza, all’inizio è stata la semplicità d’uso a incentivare l’impiego di questa tecnologia. Ho lavorato come Project Manager per diversi anni e ricordo cosa comportasse l’installazione di un impianto a CO2 rispetto a uno in fibra: ciò non significa che quest’ultima sia migliore in assoluto, poiché occorre comprenderla e utilizzarla nel modo corretto.

Interessante infine il fermento legato ai diodi che, pur non essendo molto differenti dalla fibra convenzionale, promettono discreti margini di sviluppo per il futuro.

Se escludiamo il costo di acquisto, quali sono i parametri che influenzano i clienti nella scelta di una moderna macchina laser (tempistiche di consegna, configurabilità della macchina, fornitura chiavi in mano, flessibilità operativa ecc.)?

Pierandrea Bello, Salvagnini Italia

Un elemento sempre più richiesto è l’attenzione al processo: per noi non è una novità, ma oggi è particolarmente evidente anche nel laser.

Oggi anche in Italia si vendono molti più impianti con automazione rispetto a quelli stand alone: i clienti hanno compreso che l’automazione non va vista nell’ottica della riduzione dei costi derivanti da un eventuale operatore in meno, ma ragionano più in termini di efficienza.

Fondamentale poi l’integrazione degli impianti a monte e a valle: ci vengono chieste macchine in grado di dialogare tra loro, che consentano di arrivare al pezzo finito in modo più efficiente – che può significare più velocemente, con costi inferiori, con una determinata qualità ecc. – e con maggiore flessibilità. È inutile essere più veloci del 3% in fase di taglio se poi si perde il 30% tra setup e tempi morti! L’integrazione software rappresenta quindi un notevole beneficio non solo per le grandi aziende ma soprattutto per le piccole realtà, che probabilmente ne traggono ancora maggior vantaggio.

Giovanni Zacco, BLM Group

I clienti sono sempre più competenti e attenti non tanto al costo dell’impianto in sé, ma piuttosto al costo del pezzo finito che devono produrre; scelgono cioè il modello di macchina in funzione di ciò che devono fare, valutando molto attentamente il costo del processo nel suo complesso.

Consapevole di questo, BLM Group si è mossa in due direzioni distinte: semplicità nell’utilizzo della macchina e integrazione.

Come esempio di semplicità ed efficienza del processo abbiamo recentemente presentato una applicazione software che permette all’utilizzatore di importare un disegno 3D e trasferire alla macchina il relativo programma di lavoro corretto, senza alcun intervento da parte dell’operatore.

Per quanto riguarda l’integrazione, la intendiamo in maniera trasversale tra le diverse tecnologie. La lavorazione del tubo include taglio laser, piegatura, sagomatura: il nostro sistema Cad-Cam considera il pezzo nel suo complesso ed è in grado di individuare e scorporare le diverse lavorazioni a partire da un unico modello 3D producendo, per i diversi sistemi, programmi corretti che tengono conto anche delle deformazioni indotte dalle lavorazioni che devono seguire. Noi lo chiamiamo All-In-One.

Stefano Cattaneo, IPG Photonics

Pur occupandoci principalmente di sorgenti laser e non di applicazioni finali, riteniamo comunque fondamentale la prova con il cliente.

Il motivo per cui abbiamo investito così tanto nel nostro laboratorio qui in Italia è proprio questo: rispondere al cliente nel più breve tempo possibile. Il cliente ci fornisce il pezzo grezzo e ci spiega il suo problema; noi effettuiamo delle prove e gli diamo risposte certe.

Parlando di macchine e non solo di sorgenti, possiamo portare come esempio il sistema per la saldatura in continuo del tubo, sviluppato in questi anni da IPG Photonics Italia e con i primi esemplari in produzione dal 2013. I motivi principali che portano alla scelta delle macchine fibra rispetto alle consolidate soluzioni con CO2 sono sempre gli stessi: il costo orario di esercizio (ridotto nel caso del tubo del 70%!), l’affidabilità delle sorgenti e la grande semplicità di utilizzo. Come per il taglio, la fibra semplifica tutto, dall’installazione alla manutenzione, incluso l’utilizzo quotidiano. I clienti non credono ai propri occhi quando constatano che è sufficiente clonare i parametri da una macchina fibra a un’altra per ottenere i medesimi risultati; l’allineamento degli specchi nella catena ottica, la calibrazione della singola sorgente e altre “amenità” caratteristiche del CO2 sono ormai un triste ricordo. Non è più necessario avere un “esperto” di laser in azienda che conosca alla perfezione la macchina per ottenere il risultato voluto, perché chiunque abbia un minimo di dimestichezza con questa tecnologia, oggi lo può fare.

Marco Casanova, Yamazaki Mazak Italia

Sono diversi i fattori che influenzano la scelta di una macchina laser.

Per nostra esperienza, in fase di trattativa sicuramente il punto di partenza è lo studio di fattibilità del componente. In questa prima fase emergono le caratteristiche del macchinario in termini di prestazione e non da meno le nostre competenze tecniche.

Nell’evoluzione della trattativa subentrano altre tematiche, quali l’automazione, la semplicità d’uso, l’affidabilità, il controllo numerico e la gestione del processo produttivo a 360°.

Più volte bisogna tener conto anche del luogo d’installazione del macchinario che spesso influenza lo sviluppo dell’automazione. Come Mazak ci facciamo carico dell’intera fornitura, tenendo in giusta considerazione ogni necessità del cliente e sempre in tempi rigidamente stabiliti l’impianto deve entrare in produzione a regime.

Per nostra natura l’affidabilità è uno dei nostri principi di fornitura. Siamo consapevoli dei costi d’esercizio di un impianto complesso. L’impianto deve sempre produrre con continuità, in modo affidabile e con una qualità costante nel tempo.

Alberto Vismara, Trumpf Italia

Sicuramente quello dell’automazione è un tema caldo: dalla ripresa economica, infatti, la maggior parte delle richieste di preventivi includono l’automazione.

Trumpf è sempre stata attenta a questo fattore, tanto che anni fa ha costruito uno stabilimento dedicato proprio alla costruzione di magazzini e sistemi automatizzati. Lo stesso vale per i software: con TruConnect ci proponiamo come consulenti per valutare il processo produttivo a monte e a valle della nostra macchina, dalla programmazione della produzione allo scambio di dati all’interno dell’impianto.

Occorre però anche fare i conti con i piccoli clienti che non hanno le risorse o la necessità di una offerta così completa: per questo abbiamo fondato lo scorso anno una società finanziaria che si occupa appunto della fornitura di finanziamenti a condizioni favorevoli, in modo da aiutare i clienti a slegarsi dalle macchine stand alone e a fare un primo passo verso le soluzioni integrate.

Il costo di una macchina è però influenzato da una serie di fattori esterni altrettanto strategici, come un service rapido nel rispondere e una rete di assistenza estesa: sul mercato ci sono costruttori che non si sono strutturati in questo modo, che possono fare leva su prezzi molto aggressivi. Il problema sopraggiunge in caso di necessità, quando ci si trova a fare i conti con giorni o settimane di fermo macchina rispetto a poche ore spesso garantite da chi dispone di una rete capillare.

Stefano Draghi, Rofin Baasel Italiana

In quanto costruttori di sorgenti laser, pensiamo che tra i fattori chiave in grado di determinare la scelta di una macchina ci siano la facilità d’uso (soggettiva ma comunque quantificabile), l’affidabilità e l’efficienza energetica (un parametro oggettivo).

I parametri con cui l’utilizzatore finale effettua la propria scelta sono diversi a seconda dell’applicazione. Se una macchina è destinata al taglio la sorgente è la chiave e rappresenta il vero ago della bilancia. In saldatura, invece, è il processo a comandare: l’utilizzatore ha un problema da affrontare e risolvere, con tempi, costi e qualità stabiliti, spesso in conformità con le norme del settore applicativo di sbocco.