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TAGLIO E FORATURA LASER DI LEGHE DI ALLUMINIO

L’attività di ricerca è indirizzata alla scelta del sistema laser idoneo alle lavorazioni di taglio e foratura di lamiere in lega di alluminio. In base alle caratteristiche geometriche dei prodotti da lavorare sarà individuato dapprima il sistema di movimentazione della testa laser e quindi i parametri di processo da impiegare per massimizzare la produttività e valutare la qualità dei manufatti. Le sorgenti che saranno testate sono una sorgente a stato solido ed una sorgente a CO2 da impiegare per le lavorazioni di taglio e foratura laser.Nell’ambito del taglio laser di lamiere riveste un ruolo importante il gas di assistenza. Esso viene scelto in relazione al materiale da lavorare e alla qualità della lavorazione che si vuole ottenere. L’influenza del tipo di gas sui parametri di processo del taglio laser è stata maggiormente studiata per gli acciai, per cui sarà effettuata una ricerca bibliografica per le leghe di alluminio relativa agli studi più recenti. Come già noto, i parametri fondamentali di processo, nel caso di funzionamento in continuo, oltre alla natura del gas di assistenza sono: la potenza del fascio laser, la velocità di taglio, la defocalizzazione, l’inclinazione e la distanza dell’ugello e la pressione del gas di assistenza. Nel caso del funzionamento in impulsato assume notevole importanza anche il duty cycle. I parametri di output presi in considerazione sono: la larghezza del kerf, la rugosità della superficie di taglio e l’estensione della zona termicamente alterata (HAZ). Dopo un’analisi esaustiva della tipologia di sorgenti di ultima generazione, specifiche per taglio e foratura, ci si doterà di due sistemi laser prototipali, uno dedicato alle lavorazioni di taglio di lamiere in leghe di alluminio e l’altro dedicato alla foratura. Nel corso di questa attività, dato il numero elevatissimo di fattori che influenzano il processo di taglio, si intende sviluppare un DOE con piani fattoriali frazionati o con il metodo Taguchi. Verranno realizzati tagli di lamiere ed quindi saranno effettuate prove di caratterizzazione per la messa a punto del processo. I campioni tagliati saranno sottoposti a prove di caratterizzazione superficiale mediante misure di rugosità, caratterizzazione microstrutturale mediante microscopia ottica ed a scansione elettronica con EDX, caratterizzazione dimensionale mediante misure da effettuare con macchina di misura a coordinate con tastatore a contatto o senza contatto, caratterizzazione meccanica mediante misure di microdurezza, prove di trazione statiche e dinamiche. Le caratterizzazioni saranno svolte seguendo le normative vigenti ed al termine della sperimentazione saranno individuati i parametri ottimali di processo. La foratura laser può avvenire in differenti modalità. Nel caso più semplice, un singolo impulso laser con energia relativamente elevata viene utilizzato per la produzione del foro.Un’altra tecnica è il “trepanning” o trapanazione; anch’essa utilizza impulsi multipli per produrre il foro.