Laser, la tecnologia in fibra non si ferma

Nel colloquio con Alberto Cavallini, Sales Manager per Italia e Area Mediterranea di IPG Photonics Italia, l’analisi di mercato diventa occasione per un approfondimento sulla tecnologia.

di Ezio Zibetti

Per fare il punto sul mercato del laser a fibra con la IPG Photonics Italia abbiamo incontrato l’ing. Alberto Cavallini, Sales Manager per Italia e Area Mediterranea.

Gli elementi chiave che hanno portato al successo l’azienda sono naturalmente diversi, anche se tutto nasce dall’intuizione del presidente Valentin P. Gapontsev, che nel 1990 decise di realizzare tutte le componenti delle sorgenti laser “in casa” e avere il controllo su ciascun componente e farli lavorare ottimizzati fra loro.

«Sappiamo che oggi non è difficile costruire un laser in fibra – ci racconta Cavallini – dato che ci si può affidare sulle componenti sul mercato; queste però non sono costruite da un unico fornitore per lavorare insieme e soprattutto non su larga scala: non hanno quindi affidabilità e costi convenienti come IPG, che ha tutto il know how armonizzato in casa».

In questo momento, sul mercato italiano dei laser multichilowatt la multinazionale statunitense ha una posizione di vertice. Da diversi anni la filiale nel Bel Paese vanta una crescita a doppia cifra: il 2016 si è chiuso con un +25% circa rispetto al 2015, risultato che fa dire che per l’azienda il mercato sta andando nel verso giusto. Attualmente finisce nel settore taglio un 65% del fatturato nel campo dei laser industriali (percentuale suddivisa in diversi grandi costruttori di macchine), mentre il restante 35% si divide fra piccoli costruttori e clienti finali.

Negli ultimi anni, il taglio lamiera ha assistito a una vera e propria escalation verso potenze sempre più alte. «Laddove fino a qualche anno fa la potenza tipica acquistata dai nostri clienti del taglio era 2-3 kW – racconta Cavallini – pian piano abbiamo assistito a un incremento verso i 3-4 kW e adesso quasi tutti cominciano a chiederci 6 kW, con qualche puntata verso 8-10 kW, quindi più che sugli spessori di fatto il vantaggio di un laser più potente si riversa nella maggiore velocità di taglio, perché le esigenze del mercato non sono cambiate molto rispetto a qualche anno fa. Io ritengo anzi che gli spessori altissimi siano un settore abbastanza di nicchia nella produzione del taglio in lamiera».

«Nei laser per microlavorazioni stiamo assistendo a un’altra escalation ma in senso opposto – continua Cavallini – Siamo via via andati dai laser a nanosecondo, tipici per la marcatura di metalli e plastiche, al laser a picosecondo (1 ps = 10-12 s) e a femtosecondo (1 fs = 10-15 s). Anche in questo caso stanno nascendo laser che racchiudono un po’ entrambe le caratteristiche: si cominciano a vedere laser impulsati al nanosecondo con potenze di 1 kW. Si aprono quindi possibilità inedite: per esempio questi laser sono ottimi per lavorazioni superficiali tipo il depainting di grandi strutture come gli aeroplani: per essere ripulito degli strati di vernice, un aereo ha bisogno non solo di laser con impulsi corti ma anche di un’elevatissima potenza media, perché si estende su grandi superfici».

Tra i settori applicativi tradizionalmente più legati al laser, la marcatura e il trattamento termico offrono ottime possibilità per il laser in fibra, perché specie per i secondi il laser a stato solido negli acciai registra un assorbimento molto migliore rispetto ai laser a CO2 anche se, come sottolinea Cavallini, «rimangono applicazioni molto di nicchia. Per affrontare queste applicazioni è predominante il know how dal punto vista metallurgico rispetto alla parte laser, quindi ai clienti che fanno queste lavorazioni e sono un po’ superspecialisti del settore noi forniamo soprattutto la sorgente, con un apporto dal punto di vista del processo veramente limitato. Invece, nella saldatura, oltre alla sorgente noi forniamo anche una consulenza molto importante nello sviluppo del processo: facciamo prove e test, analisi di fattibilità e macrografie, con ogni genere di supporto che può essere utile». Nel campo della saldatura le applicazioni sono inoltre le più disparate, comunque con il filo conduttore dell’automotive, direttamente o nella catena di subfornitura: «Ogni progetto è veramente diverso dall’altro, è speciale e fa storia a sé. Restringere i prodotti in un’unica gamma risulterebbe troppo complicato, essendo dipendenti da una matrice cubica di possibilità: su un asse andrebbero le potenze (che vanno da 1 mW a 100 kW), su un altro le lunghezze d’onda (dall’ultravioletto a 2 micron) e sul terzo le frequenze (dal femtosecondo al continuo)».

Un aspetto che più volte risulta determinante è poi il risparmio energetico, in alcuni Paesi più appetibile che in altri: in Italia viene tenuto molto in considerazione perché come noto (al contrario di Francia, Germania e Stati Uniti) il nostro Paese non ha mai fatto uso di energia nucleare, a tutto vantaggio di combustibili fossili e per giunta per lo più d’importazione. «Per alcune tipologie di  lavorazione il risparmio energetico riveste un ruolo molto importante: penso per esempio alla  saldatura dei tubi e a quelle lavorazioni in cui si impiegano laser di alta potenza, che stanno accesi  per tempi molto lunghi durante la produzione: un aspetto che ha aiutato molto la diffusione del laser  a fibra».

Come in ogni fabbrica moderna, anche il laser in fibra è naturalmente legato all’automazione di processo: «Nel nostro laboratorio abbiamo un’automazione in grado di eseguire agevolmente prove su pezzi tridimensionali con lo strumento più flessibile che c’è: il robot antropomorfo. Abbiamo poi alcune stazioni cartesiane per quando ci occorrono una dinamica o una precisione più spinta». Nel dettaglio, in Italia i laboratori IPG sono destinati quasi esclusivamente alle prove per i clienti, perché per la Ricerca & Sviluppo si usano i laboratori in Germania o negli Stati Uniti contigui alla produzione delle sorgenti: «Attualmente il personale in forza al laboratorio è costituito da un responsabile e quattro tecnici, oltre a stagisti che ospitiamo in collaborazione con il Politecnico di Milano e altre università italiane». La Ricerca & Sviluppo in Italia si ha invece per il settore delle telecomunicazioni, per cui esiste anche tutta la produzione ma paradossalmente non una parte commerciale.

«Per il laser qui in Italia siamo organizzati solo a livello di vendita – precisa Cavallini – con me che mi occupo di marketing e coordinamento oltre all’alta potenza in particolare nel settore del tubo, in virtù della mia esperienza negli anni passati insieme all’Ing. Gianluca Motter e all’Ing. Luca Longoni, con cui cerchiamo di essere sovrapponibili. Non abbiamo agenti sul territorio, data la tipologia del prodotto e soprattutto la sua destinazione finale, che mal si concilia con le esigenze e il modo di lavorare degli agenti: soprattutto nella saldatura ogni progetto è diverso dagli altri e necessita di competenze sul prodotto e sul processo. Oltretutto gli agenti, lavorando sulle provvigioni, non possono investire sul lungo periodo senza ritorni immediati: a volte l’acquisto di un laser arriva dopo rapporti commerciali di anni».

Ulteriore elemento strategico è il servizio al cliente, che vede la filiale italiana IPG leggermente privilegiata rispetto alle altre, dato che pur non avendo la produzione di laser industriali ha quella del reparto di telecomunicazioni: «Tutti i nostri tecnici vengono accuratamente selezionati e possono lavorare in un ambiente ricco di strumenti che permette loro di formarsi in modo adeguato dando modo di conoscere, oltre alle operazioni sul laser a fibra, altri dettagli al di là della formazione standard, grazie a una tecnologia affine che risulta utile allo svolgimento del loro lavoro. Ormai abbiamo un gruppo abbastanza nutrito, con oltre una decina di tecnici d’assistenza pre e post vendita che spesso e volentieri vengono richiesti come rinforzo anche in Cina e Brasile cioè fuori dalla nostra Area Mediterranea, il che conferma come le capacità dei nostri tecnici siano apprezzate all’interno dell’intero Gruppo».

Su richiesta, è inoltre offerta ai clienti una formazione a tutti i livelli, da quello base per l’utilizzo della sorgente laser nel momento in cui si fa l’installazione a quelli più avanzati riservati ai costruttori di macchine, con un training per svolgere montaggio e smontaggio della sorgente in autonomia, così come corsi di sicurezza laser (sotto la supervisione del responsabile per la sicurezza all’interno delle aziende clienti) o di saldatura da parte del personale del laboratorio prove IPG: «In pratica, siamo attrezzati per assistere il cliente sotto tutti i punti di vista», conclude Cavallini.