Fibra: la nuova frontiera del laser

Fra le tante tipologie e I numerosi generi di attrezzature industriali che vengono giornalmente utilizzate nei capannoni di centinaia di fabbriche di ogni tipo, di sicuro i laser, sia per le incisioni che per le marcature, non possono più essere in alcun modo definiti come una innovazione: sono ormai molti anni, infatti, che in un numero di ambiti sempre in crescita, e per lavorazioni sempre diverse su una gamma di materiali ormai vastissima, la scelta di inserire le tecnologie laser nei propri processi produttivi viene presa dalle aziende con sempre maggior facilità. Non si pensi però che tanta divulgazione abbia portato ad una stagnazione: contrariamente, vengono apportate continue e significative migliorie agli strumenti di questo genere, ed è abbastanza moderna l’esplosiva diffusione dei laser a fibra.

A voler però essere sospettosi, e a dirla tutta anche un po’ oltremisura scrupolosi, si potrebbe far derivare da questa situazione una istanza poco simpatica. Dietro a tutte queste ricerche e continue migliorie di una tecnologia, come quella laser classica basata sulle lampade e sui diodi, che è ormai uno standard completamente riconosciuto, non ci sarà un qualche vizio di funzionamento celato e specifico di tali macchinari? Per caso, malgrado i decenni di intensa applicazione nell’industria, non è mai stato rilevato un grave problema strutturale o d’efficienza di questo genere di strumenti che può inficiarne i risultati? Su questo è possibile fornire, fortunatamente, una risposta completa, decisa e soddisfacente: nel modo più assoluto, no. All’opposto, gli ottimi risultati operativi delle aziende che hanno integrato e integrano i laser tradizionali nella propria produzione dimostrano la bontà del prodotto. Rimane però vero, questo sì, che i laser a fibra presentano dei vantaggi significativi e completamente unici.

Andiamo dunque, per meglio cogliere quale motivo abbia portato alla ricerca e allo sviluppo di questa ennesima nuova tecnologia laser, a studiarne le singolarità, i vantaggi riconosciuti, rispetto ai laser utilizzati da decenni nell’industria, e cui facevamo cenno prima, ossia quelli a diodi e a lampade.

La tecnologia che è alla base dei laser a fibra, che ne costituisce per così dire il cuore, è mutuata direttamente da un altro ambito operativo moderno, quello dei sistemi di telecomunicazione in fibra ottica: e si tratta, nel caso specifico, del giunto in fibra, che in questi laser viene utilizzato per far diventare i combinatori in fibra, la fibra attiva, e i diodi laser di pompa tutti connessi e solidali. Questo porta a una differenza enorme – e importante – rispetto ai laser tradizionali di tipo YAG: in questi ultimi infatti, sia che siano pompati a lampada che a diodo, i componenti ottici sono separati, e vengono saldati ed allineati sulla base in fase di costruzione. Purtroppo, a prescindere da quanto sia attento e preciso l’allineamento eseguito in fabbrica, l’espansione termica inevitabile durante il funzionamento genera un rischio significativo di disallineamento dei componenti – il quale ha un impatto significativo, e naturalmente negativo, sull’efficienza dell’intero laser. Rischio che non si corre con i laser in fibra, i cui elementi, come abbiamo visto, sono tutti solidali.

È già cosa nota come i sistemi laser, in generale, siano caratterizzati fra tanti altri vantaggi da un costo di conservazione quasi trascurabile; in quelli in fibra, per i motivi esposti, questo costo diventa di fatto nullo, un ulteriore vantaggio che va ad allinearsi all’elevata compattezza e alla straordinaria efficienza elettro-ottica, misurata intorno al 30% a consumi di poche centinaia di watt. La sintesi di tutti questi tratti distintivi chiude il profilo dei laser in fibra con la caratteristica che li rende un investimento che, nella pratica, si paga da sé: la loro possibilità di funzionare a pieno regime per durate superiori alle trentamila ore.