Taglio laser 2D, Laser Genius di Prima Power

Poter scegliere la macchina utensile ideale è il primo, fondamentale passo per ottenere esattamente ciò che si desidera senza limitare le proprie necessità o eccedere con le caratteristiche tecniche (e con i costi).
I costruttori di macchine hanno lavorato su più fronti per arrivare a questa disponibilità: spesso è la modularità dei modelli a rendere possibile una perfetta customizzazione, mentre in altri casi è l’ampia disponibilità di soluzioni ad assicurare la miglior scelta possibile per il cliente.
Prima Power ha coniugato entrambe le filosofie andando ad arricchire ulteriormente la propria proposta con Laser Genius, una macchina per il taglio bidimensionale che presenta caratteristiche evolute per ottenere migliori performance in condizioni di taglio definite.
In questo modo l’azienda aggiunge un importante tassello alla propria linea di macchine per il taglio bidimensionale, coprendo tutti gli ambiti applicativi e le opzioni tecniche: il cliente non risulta perciò vincolato e può scegliere la soluzione migliore sulla base delle caratteristiche del pezzo e del processo.

Produttività assicurata
Laser Genius si inserisce all’interno di un progetto più ampio che riguarda tutta la linea delle macchine 2D, proponendosi per quella fascia di utenti che cercano un modello altamente produttivo.
Si tratta sostanzialmente di una macchina in grado di effettuare le stesse operazioni di un Platino Fibra, la macchina di riferimento per il settore, ma che riesce ad accentuare le performance soprattutto là dove la tecnologia legata alla sorgente in fibra risulta particolarmente performante, cioè indicativamente tra 1 e 4 mm di spessore della lamiera, con il naturale margine legato alla potenza della sorgente laser. A seconda della taglia del laser scelta, infatti, questa forbice si sposterà verso spessori leggermente differenti, ma comunque entro un determinato range legato alla disponibilità di sorgenti da 2, 3, 4, 5 e 6 kW.

Naturale evoluzione
Laser Genius non è una nuova macchina per il taglio laser: mantiene infatti la continuità con i modelli già a catalogo, risultando quindi arricchita dall’esperienza accumulata nella costruzione di macchine per il taglio 2D di Prima Power e attingendo dalla storia dell’azienda, ovvero dall’utilizzo del granito sintetico per la costruzione dei basamenti.
Quest’ultimo è caratteristico ormai di quasi tutte le macchine prodotte dal gruppo: rispetto ad altri materiali, il granito sintetico assicura una maggiore stabilità termica e vibrazionale (la massa stessa garantisce un’ottima capacità di smorzamento delle vibrazioni). Con una macchina con elevate caratteristiche dinamiche, infatti, si tratta di una qualità indispensabile.
Sulla base di tre punti saldi ben definiti – produttività, precisione e affidabilità di processo – sono state quindi ricalcolate alcune caratteristiche del progetto al fine di ottenere questi risultati, che risultano di maggiore interesse per il cliente. L’impiego dei motori lineari ha poi elevato ulteriormente tutte queste qualità.

Non solo veloce
I motori lineari si sono imposti negli ultimi anni come soluzione privilegiata quando l’accelerazione è in grado di fare la differenza. La loro evoluzione ha permesso inoltre di migliorare altre qualità delle macchine sulle quali sono installate, qualità che con altre tecnologie risultano addirittura impossibili da far coesistere: le già citate produttività, precisione e affidabilità di processo.
La produttività è semplice da spiegare: maggiori accelerazioni e velocità consentono di ridurre il tempo ciclo e di produrre più pezzi nell’arco dell’unità di tempo.
Sul fronte della precisione, l’impiego dei motori lineari elimina le problematiche tipiche degli assi movimentati da pignone e cremagliera o da viti a ricircolo di sfere. Per quanto ben dimensionati, infatti, questi ultimi modificano le proprie caratteristiche nel corso degli anni di utilizzo per un naturale fenomeno di usura. L’assenza di contatto tra la parte statorica e quella in movimento fa sì che il sistema mantenga le medesime caratteristiche di precisione anche con il passare degli anni.
L’affidabilità di processo è la naturale conseguenza del punto precedente: l’assenza di contatto riduce l’usura e la possibilità che i componenti si guastino, allungando gli intervalli di manutenzione e assicurando una maggiore efficienza dell’impianto (OEE).

Migliore sotto molti punti di vista
Il modello dal quale deriva Laser Genius è Platino fiber (dotata invece di motori tradizionali e vite a ricircolo di sfere con chiocciola per la movimentazione del carro): il basamento, infatti, è lo stesso al quale sono state fatte alcune modifiche per accogliere i motori lineari.
Questa soluzione consente di rispondere molto velocemente alle richieste del cliente, perché permette a Prima Power di pianificare al meglio la produzione dei basamenti che verranno “instradati” solo in un secondo momento verso lo specifico modello finale. Da questo punto di vista il mercato è molto esigente: le customizzazioni all’ordine del giorno e la tempestività nella consegna impone una adeguata velocità di risposta.
Un ulteriore beneficio introdotto in Laser Genius è l’alleggerimento della struttura a sbalzo (cantilever), soluzione che permette alte dinamiche ottimizzando sia i materiali impiegati, sia soluzioni tecniche in grado di limitare al massimo la massa a sbalzo e in movimento.
La piastra di aggancio del carro è una fusione di alluminio predisposta per l’integrazione del motore lineare: da un lato verranno montati i magneti, mentre dall’altro è possibile agganciare l’elemento per la movimentazione dell’asse. Questo permette di avere una struttura molto leggera e, a parità di condizioni, consente di avere maggiori dinamica (fino a 170 m/min, 240 m/min in traiettoria) e performance in termini di tempo ciclo.
L’ulteriore passo in avanti ha visto la sostituzione del carro – su altri modelli realizzato in fusione di alluminio – con una versione in fibra di carbonio: questo ha permesso di ottenere una riduzione di peso nell’ordine del 40% e contemporaneamente un incremento della rigidezza pari al 20%.
Il carbonio offre infatti caratteristiche strutturali molto precise e gestibili in fase di progettazione e produzione: le sollecitazioni che agiscono sul carro sono note e permettono il dimensionamento in modo molto preciso.
Si tratta di una soluzione totalmente naked, senza coperture: il carbonio è a vista e il carro stesso non risulta inutilmente appesantito da particolari puramente estetici.

Per molti, ma non per tutti
Tutte queste innovazioni consentono di migliorare in modo significativo le prestazioni di Laser Genius rispetto ad altri modelli analoghi, ma a una condizione: che venga considerato l’utilizzo della macchina sulla base del costo per pezzo e non il semplice costo dell’impianto.
L’approccio legato allo studio di fattibilità del componente (o della famiglia di componenti) che verranno realizzati sulla Laser Genius è un requisito fondamentale: motori lineari e carro in fibra di carbonio hanno un impatto non trascurabile sull’investimento, motivo per il quale occorre valutare caso per caso l’effettiva convenienza legata all’acquisto di questo modello o, nel caso, di un altro con caratteristiche differenti.
Se ad esempio la pianificazione della produzione fosse legata a pezzi tagliati da fogli di lamiera da 15 mm di acciaio dolce, le performance rispetto ad altre macchine sarebbero identiche; con la differenza, però, di un costo di acquisto e di consumi maggiori. Viceversa, se le condizioni sono favorevoli all’utilizzo di una macchina altamente dinamica, si otterrà un significativo aumento della produttività che andrà non solo a coprire i costi aggiuntivi derivanti dall’acquisto e dall’utilizzo di Laser Genius, ma verrà assicurato un margine economico superiore.
È proprio questa la nicchia nella quale Laser Genius intende operare: a seconda dello spessore lavorato – come accennato, indicativamente tra 1 e 4 mm – a fronte di una spesa leggermente superiore sarà possibile ottenere un maggior numero di pezzi nell’unità di tempo grazie alla riduzione del 20% circa del tempo ciclo.

Caratteristiche tecniche
Laser Genius è prevista con sorgenti fibra da 2, 3, 4, 5 o 6 kW affinché l’utilizzatore possa scegliere la soluzione più idonea per la propria applicazione.
Anche la disponibilità del piano di lavoro può essere il classico 1,5×3 metri o la versione da 2×4 metri. A seconda del piano di lavoro scelto, la macchina avrà corse X/Y/Z pari a 3.000×1.500×150 (modello LGf 1530) o 4.000×2.000×150 mm (modello LGf 2040).
I motori lineari necessitano di un apposito circuito di raffreddamento: a bordo macchina è già previsto un chiller per la termostatazione della sorgente, quindi è previsto un doppio circuito che preleva l’acqua a temperature diverse per raffreddare singolarmente i motori lineari e il laser, contribuendo così anche al contenimento della variazione della temperatura mantenendo le medesime caratteristiche di accuratezza nell’arco delle ore della giornata.
A tal proposito, Prima Power garantisce una precisione e una ripetibilità entro 3 centesimi secondo la normativa VDI/DGQ 3441: questo è possibile grazie all’inerzia termica del basamento in granito sintetico e all’efficacia del sistema di raffreddamento.
L’apertura della cabina può avvenire sia sul lato corto, sia su quello lungo; in questo secondo caso l’apertura porta coinvolge anche il tetto della macchina, permettendo così un più agevole caricamento delle lamiere sfruttando un carroponte.
Quando il carro è in posizione completamente in X positivo, inoltre, risulta fuori ingombro rispetto alla zona di lavoro, agevolando le operazioni di carico e scarico. Anche l’accesso da parte dell’operatore, che può avere la necessità di recuperare subito alcuni pezzi tagliati, risulterà di conseguenza più agevole.
Per sua natura, Laser Genius non prevede l’opzione del tavolo fisso: poter contare su una macchina dalle eccellenti caratteristiche dinamiche e tenerla ferma durante le fasi di carico e scarico sarebbe infatti un controsenso.
La configurazione di base prevede quindi un dispositivo di cambio pallet, ma a richiesta è interfacciabile con tutti i sistemi per l’automazione della lamiera realizzati da Prima Power: Compact Server, Compact Tower, Compact Twin Tower, LST e Night Train Connection.
La macchina è comunque in grado di lavorare in modalità stand alone qualora le necessità produttive lo richiedessero.
È inoltre compatibile con il sistema di Sorting: abbinato a una Laser Genius, rappresenta l’unico impianto in grado di fare il picking dei pezzi direttamente dall’area di lavoro.

Controllo numerico e opzioni software
Laser Genius monta un CNC proprietario di facile utilizzo, dotato di touch screen LCD da 17” e trackball.
Al suo interno sono installate suite dedicate (Smart Cut, Max Cut e Night Cut), che permettono di ottimizzare il processo di taglio laser in ogni condizione operativa. È inoltre precaricato in memoria un vasto database che include la maggior parte dei materiali e dei relativi parametri di lavoro: l’utente può sfruttarli per ottenere i risultati voluti sin dal primo taglio o utilizzarli come base per una ulteriore ottimizzazione del processo.