La marcatura laser invade anche il settore elettrodomestico: il progetto POLARIS

Dal 2017 LASIT è impegnata in un progetto di Ricerca e Sviluppo per la marcatura laser di componenti del settore Home appliance, che pone al primo posto a livello mondiale aziende come BSH, Whirpool, Electrolux, Arçelik e Daewoo Electronics.

La marcatura laser è l’unica tecnologia che garantisce la permanenza del suo risultato e, quanto più questo diventa palese, tanti più big player considerano il laser come il metodo migliore per marcare codici, loghi, testi e numeri sui loro componenti.

La precisione del laser gioca un ruolo fondamentale: le ridotte dimensioni dello spot infatti permettono di realizzare anche marcature complesse, microscopiche ed elaborate, ad un livello di perfezione non raggiungibile con altri sistemi.

Superfici curve e irregolari:
la soluzione di LASIT

L’Home Appliance è un settore caratterizzato da un’ampia varietà di prodotti, i quali a loro volta sono composti da pezzi dalle forme irregolari, con geometrie complesse e di grandi dimensioni, il che rende difficile la realizzazione di sistemi versatili e lo sviluppo delle tecnologie necessarie a marcarli. LASIT ha iniziato così il progetto POLARIS, studiando prima attentamente le esigenze di settore e poi procedendo allo sviluppo e realizzazione di una linea di marcatori laser in grado di fronteggiare i tre problemi principali:

1) L’irregolarità della superficie dei pezzi, quali ad esempio i frontali di lavatrici e lavastoviglie, in cui i diversi punti da marcare si trovano a distanze diverse dalla testa laser con un alto rischio di compromettere la marcatura e di ottenere un risultato imperfetto;

2) Il contrasto della marcatura e il colore in competizione con la tecnologia tampografica che dispone di inchiostri di qualunque colore;

3) Produttività, ovvero la creazione di un prototipo adeguato a catene produttive massicce, gestendo più pezzi e più velocemente.

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Marcatura laser su pezzi irregolari

Il problema dell’irregolarità della superficie dei componenti è stato risolto utilizzando:

1) Uno scanner 3D che è in grado di rilevare automaticamente la geometria del pezzo;

2) Un software customizzato con un complesso algoritmo che permette di elaborare il file 3D rilevato dallo scanner e trasferirlo automaticamente sul FlyCAD (2D);

3) Testa a tre assi, con la quale siamo in grado di regolare automaticamente la distanza di fuoco. Le lenti dell’obiettivo ri-disegnano il Fascio gaussiano formato dalle dynamic expander lens sul piano di destinazione e il movimento delle dynamic expander lens tramite il traslatore lineare varia la distanza del piano focale (e quindi il focus dinamico), permettendo così di ottenere linee perfettamente dritte anche sulle superfici curve.

Qualità e contrasto della marcatura

La qualità della marcatura laser rappresentava un’altra grande sfida nella realizzazione del progetto POLARIS. Infatti, sebbene fossimo certi che il laser migliore per ABS e PMMA è un laser a 355nm, è stato necessario effettuare numerosi test per arrivare a scegliere l’UV e trovare i parametri ideali.

Produttività del sistema laser POLARIS

Per rendere questo sistema laser quanto più produttivo possibile lo abbiamo dotato di:
1) Assi XY di 900×450 mm: considerando solo l’area di marcatura della focale di 380mm, non avremmo potuto marcare nemmeno un frontale di una lavatrice (di circa 600mm). Con gli assi di questa lunghezza possiamo non soltanto marcare l’intero frontale ma posizionarne due sul piano di lavoro. Naturalmente, se si tratta di pezzi più piccoli, il numero sale.

2) Tavola rotante a camma meccanica: con la marcatura in tempo mascherato l’operatore (o il robot) può caricare il secondo componente da marcare mentre il primo è nel cabinet a concludere il suo ciclo.

LASER versus Tampografia

Prendiamo ad esempio l’alternativa al laser attualmente più usata nel settore elettrodomestico, ovvero la tampografia. Questa tecnica prevede l’utilizzo di un tampone morbido e flessibile (generalmente in silicone) attraverso il quale si trasferisce una pellicola di inchiostro indelebile da una piastra incisa in acciaio o in fotopolimero (cliché tampografico) alla superficie del supporto.

Rispetto alla tampografia, i vantaggi del laser sono evidenti

1) Risparmio: le vernici della tampografia vanno costantemente sostituite e i materiali di scarto vanno smaltiti. Per una catena ad alta produttività, questo comporta una spesa elevatissima. Il laser UV, con le sue 25.000 ore di operatività – non di mera accensione, evita questo problema;

2) Ecologia: il laser è la tecnologia migliore dal punto di vista della sicurezza ambientale. Zero materiali di scarto vuol dire anche meno sostanze chimiche e pericolose e, allo stesso tempo, essendo il laser una tecnologia DPM (Direct Part Marking) non aggiungiamo ulteriori componenti cartacei o plastici al nostro prodotto;

3) Dinamicità dei dati: la marcatura laser permette di gestire la dinamicità dei dati attraverso il software, generando numeri seriali e sequenze in maniera automatica;

4) Resistenza: stampe ed etichette col tempo si danneggiano e i codici o i testi non sono più visibili, questo può comportare un danno sia in termini di produttività, sia di immagine dell’azienda.

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