La scelta tra il taglio con laser a fibra e quello con laser a waterjet e non dipende solo dai materiali che ciascuna tecnologia è in grado di tagliare. È una questione di priorità produttive.
Il taglio al laser a fibra è pensato per garantire velocità, precisione, ripetibilità e automazione nella lavorazione dei metalli. Il taglio al laser a gas ( Waterjet ) è pensato per garantire versatilità nei materiali e per applicazioni in cui è necessario evitare l'impatto termico.
Entrambe le tecnologie trovano una valida applicazione nel settore manifatturiero. La scelta giusta dipende dal materiale, dalla qualità dei bordi richiesta, dall'intervallo di spessori, dal volume di produzione e dal fatto che la priorità sia la massima flessibilità o la massima produttività.
Waterjet Il taglio utilizza un getto d'acqua ad alta pressione per erodere il materiale lungo un percorso di taglio programmato. Quando si tagliano metalli, pietra, vetro o altri materiali duri, spesso vengono aggiunte particelle abrasive per aumentare la potenza di taglio.
A differenza del taglio laser, il taglio con " waterjet " non fonde il materiale, ma lo asporta meccanicamente. Ciò significa che non si verificano né zone termicamente alterate, né deformazioni termiche, né indurimenti causati dal processo di taglio.
Ciò rende l'waterjet e particolarmente indicato per i materiali sensibili al calore o per applicazioni in cui la struttura interna del materiale deve rimanere inalterata. Si tratta inoltre di uno dei metodi di taglio più versatili, poiché consente di lavorare numerosi materiali oltre ai metalli.
Il compromesso riguarda la produttività. L'erosione meccanica è intrinsecamente più lenta rispetto al processo termico ad alta velocità utilizzato nel taglio con laser a fibra.
Il modo più semplice per capire la differenza è questo:
Il laser a fibra è ottimizzato per la produzione industriale di metalli.
Waterjet è ottimizzato per garantire un'ampia compatibilità con i materiali e la sicurezza termica.
I laser a fibra utilizzano un raggio focalizzato per fondere o vaporizzare il metallo con elevata precisione. Grazie alla combinazione con sistemi di movimento rapido e automazione, risultano particolarmente efficaci nella produzione di lamiere, dove la velocità, la ripetibilità e il costo per pezzo sono fattori determinanti.
Waterjet Il taglio, al contrario, si avvale di una forza meccanica. È in grado di tagliare metalli, materiali compositi, pietra, vetro, plastica, gomma e altri materiali non adatti al taglio con laser a fibra. Tuttavia, poiché il processo asporta il materiale tramite erosione, risulta solitamente molto più lento negli ambienti di produzione.
Questo non significa che una tecnologia sia universalmente migliore. Significa semplicemente che risolvono problemi diversi.
Il taglio laser a fibra garantisce un'elevatissima precisione, un taglio stretto e un'ottima ripetibilità. È particolarmente indicato per geometrie complesse, dettagli di piccole dimensioni e cicli di produzione in cui i pezzi devono mantenere le stesse caratteristiche nel tempo.
Poiché il processo è rapido e controllato, il taglio a laser a fibra spesso produce pezzi che richiedono una finitura secondaria minima o nulla, soprattutto quando la macchina, la strategia di alimentazione del gas e i parametri di taglio sono correttamente adattati al materiale.
Waterjet Anche il taglio può produrre pezzi precisi, ma le caratteristiche del bordo sono diverse. Il processo può generare un taglio più ampio ed è soggetto all’influenza del comportamento del getto, del flusso dell’abrasivo e dello spessore del materiale. Il suo vantaggio principale non è la massima velocità né la precisione nei dettagli, bensì l’assenza di influenza termica.
La scelta dipende quindi da cosa sia più importante: un taglio dei metalli preciso e ripetibile alla velocità di produzione, oppure un taglio che non generi calore nel materiale.
Per una panoramica più ampia sul comportamento dei metalli sotto l'azione del raggio laser, si veda Quali materiali possono essere tagliati con i laser a fibra?
È proprio in questo ambito che il taglio laser a fibra offre un chiaro vantaggio produttivo.
I laser a fibra sono progettati per il taglio ad alta velocità dei metalli. Offrono prestazioni particolarmente elevate nel taglio di lamiere di spessore sottile e medio, dove l’accelerazione rapida, il controllo preciso del raggio e la movimentazione automatizzata possono aumentare significativamente la produttività.
Waterjet La lavorazione è intrinsecamente più lenta. Poiché il materiale viene asportato per erosione, il processo richiede più tempo, e i materiali più spessi o più duri accentuano ulteriormente questa differenza.
Nel caso di pezzi singoli, prototipi o materiali sensibili al calore, questo processo più lento può essere accettabile. Nella produzione di metalli su larga scala, invece, può rappresentare un serio limite.
Ecco perché i produttori che puntano sulla produttività, sui tempi di consegna brevi e su una produzione scalabile tendono solitamente a preferire il taglio laser a fibra. La questione non riguarda solo la precisione di taglio di una macchina, ma anche il numero di pezzi conformi che è in grado di produrre per turno.
Waterjet offre una gamma di materiali più ampia. È in grado di tagliare metalli e molti materiali non metallici, tra cui vetro, pietra, ceramica, materiali compositi, gomma e plastica. È utile anche per materiali molto spessi o per pezzi in cui le variazioni termiche sono inaccettabili.
Il laser a fibra è più specializzato. Il suo punto di forza è la lavorazione dei metalli: acciaio dolce, acciaio inossidabile, alluminio, acciaio zincato, rame, ottone e altri metalli industriali, a seconda della configurazione della macchina e dell'applicazione.
Proprio questa specializzazione rappresenta il suo punto di forza. Il taglio laser a fibra non punta a essere universale. È progettato per tagliare il metallo in modo rapido, preciso e ripetitivo in un ambiente di produzione.
Waterjet è la scelta migliore quando è il materiale a determinare il processo. Il laser a fibra è la scelta migliore quando sono le prestazioni produttive a determinare il processo.
I costi operativi non dovrebbero essere valutati solo in base al costo orario della macchina. L'indicatore più importante è il costo per pezzo finito.
Il taglio laser a fibra offre solitamente un notevole vantaggio nella produzione in serie di componenti metallici, poiché combina elevata velocità, ridotta dipendenza dai materiali di consumo, potenziale di automazione e controllo ripetibile del processo. Maggiore è il numero di pezzi prodotti all’ora, maggiore è la riduzione del costo unitario ottenibile con la macchina.
Waterjet Il taglio presenta una struttura dei costi diversa. Il consumo di abrasivi, la manutenzione delle pompe, l’usura degli ugelli, la gestione dell’acqua e i tempi di ciclo più lunghi incidono tutti sulla redditività finale. In alcune applicazioni, tali costi sono giustificati poiché il taglio a waterjet e consente di tagliare materiali o spessori che il taglio laser non è in grado di lavorare in modo efficiente.
Tuttavia, quando si tratta della produzione standard di lamiere, l’ waterjet e spesso fatica a eguagliare la produttività e la scalabilità dei sistemi a laser a fibra.
Per ulteriori approfondimenti su come valutare i costi di produzione, consulta l’articolo “Costi operativi del taglio laser: gas, energia e manutenzione”.
Il taglio laser a fibra si integra perfettamente nella produzione automatizzata. I sistemi moderni possono essere collegati a sistemi automatizzati di carico e scarico, torri di stoccaggio, software, strumenti di reportistica e soluzioni complete per la gestione del flusso dei materiali.
Questo è importante perché il laser in sé rappresenta solo una parte del sistema di produzione. Se la macchina taglia velocemente ma deve attendere l’arrivo del materiale, la selezione o l’intervento dell’operatore, l’intero processo risulta comunque inefficiente.
Waterjet Anche questi sistemi possono essere automatizzati, ma il processo è generalmente meno adatto allo stesso flusso di produzione ad alta velocità del taglio laser a fibra. Il meccanismo di taglio più lento e il processo basato sull'abrasione ne fanno uno strumento di produzione di tipo diverso.
Per le aziende che mirano ad aumentare la produzione, ridurre le operazioni manuali e sviluppare una produzione di lamiere scalabile, il laser a fibra offre solitamente una base più solida.
| Fattore | Taglio laser a fibra | Waterjet taglio |
| Principio di taglio | Taglio termico con un raggio laser focalizzato | Erosione meccanica mediante acqua ad alta pressione e abrasivo |
| La scelta più adatta | Produzione industriale di metalli | Materiali misti, materiali spessi, applicazioni sensibili al calore |
| Velocità | Livelli molto elevati nella produzione di lamiere | Più lento, soprattutto all’aumentare dello spessore del materiale |
| Precisione | Ottimo per parti metalliche ripetibili e geometrie di precisione | Bene, ma il comportamento del processo dipende fortemente dal materiale e dalla configurazione |
| Impatto termico | Zona termicamente alterata ridotta | Assenza di zona termicamente alterata |
| Gamma di materiali | Principalmente metalli | Metalli e molti non metalli |
| Materiali di consumo | Dipendenza relativamente bassa dai materiali di consumo | I componenti abrasivi e soggetti a usura sono fondamentali per il processo |
| Potenziale di automazione | Grande esperienza nella produzione di lamiere | È possibile, ma meno adatto a un flusso di produzione metal ad alta velocità |
| Logica dei costi | Costo elevato per pezzo nella lavorazione meccanica in serie | È giustificato quando è richiesta flessibilità del materiale o quando non è previsto alcun impatto termico |
Scegliete il taglio laser a fibra quando la vostra priorità principale è la lavorazione efficiente dei metalli. È la soluzione più indicata per i produttori che lavorano con la lamiera, la produzione ripetitiva di pezzi, tempi di consegna ristretti, automazione e riduzione del costo per pezzo.
In termini pratici, il laser a fibra risponde a una domanda di produzione: con quale velocità ed efficienza possiamo produrre componenti metallici?
Scegliere il taglio " waterjet " quando il materiale o l'applicazione richiedono un processo non termico. È la soluzione più indicata per ambienti con materiali misti, sezioni molto spesse, materiali sensibili al calore o applicazioni in cui l'influenza termica non è ammessa.
Waterjet risponde a una domanda fondamentale: come possiamo tagliare questo materiale senza ricorrere al calore?
Waterjet Il taglio offre un'eccezionale flessibilità. Consente di lavorare un'ampia gamma di materiali ed elimina completamente l'impatto termico. Per determinate applicazioni, ciò lo rende la scelta più indicata.
Il taglio laser a fibra è più specializzato, ma è proprio questa specializzazione a renderlo il metodo dominante nella moderna produzione di lamiere. Offre velocità, precisione, ripetibilità, potenzialità di automazione e un ottimo rapporto costo/pezzo.
Per i produttori che puntano su una produzione metallurgica scalabile, la decisione raramente verte sul fatto che un sistema “ waterjet ” sia in grado di tagliare il materiale. Si tratta piuttosto di stabilire se il processo sia in grado di soddisfare i requisiti in termini di resa, efficienza ed economicità della produzione.
Nella maggior parte dei contesti legati alla lavorazione della lamiera, il taglio a laser a fibra rappresenta lo strumento di produzione più efficace. Il taglio a laser a gas ( Waterjet ) rimane tuttavia una valida alternativa quando la versatilità dei materiali o l’assenza di impatto termico sono più importanti della velocità.
