NUOVI LABORATORI PER NUOVE TECNOLOGIE

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1 NUOVI LABORATORI PER NUOVE TECNOLOGIE Plastlab è lieto di annunciare che, a seguito della collaborazione con l azienda Kastech, sono stati potenziati ed inaugurati due nuovi laboratori tecnologici finalizzati alla esecuzione di processi di lavorazione a beneficio dei propri clienti. I nuovi laboratori propongono due diverse applicazioni della tecnologia laser ed operano utilizzando in modo sinergico le esperienze pluriennali di Plastlab e Kastech rispettivamente esperti di materiali e certificazioni e di tecnologia laser. In concomitanza con il decennale della sua fondazione PLASTLAB compie in questo modo un passo estremamente importante affiancando le lavorazioni alle tradizionali prove e certificazioni. I nuovi laboratori, dotati di tre stazioni laser complete e di tutte le utility accessorie, preparazione campioni, strumenti di misura, microscopia etc. sono a disposizione dei clienti per attività di messa a punto dei processi di produzione, realizzazione di campioni, preserie, produzione ed infine eventuale supporto all acquisizione della tecnologia in-home.

2 IL LASER UNO STRUMENTO IN PERENNE EVOLUZIONE Per quanto utilizzato già da parecchi anni in numerosi ambiti industriali, il laser sta vivendo un periodo di seconda giovinezza grazie alle innovazioni tecnologiche delle sorgenti che oltre ad averne migliorato e diversificato le caratteristiche e le prestazioni ne hanno migliorato l affidabilità e ridotto i costi. Le sorgenti laser vengono pertanto utilizzate in numerosissimi applicazioni che vanno dalla metrologia ai processi di lavorazione per la realizzazione numerosissimi ed eterogenei componenti. Con i laser, grazie all interferometria, si misurano lunghe distanze con precisione submicrometrica, si digitalizzano superfici sia di tipo meccanico che di architetturale, Con i laser si eseguono operazioni chirurgiche, si rimuovono tatuaggi e si restaurano opere d arte. Con i laser si producono tubi, si saldano componenti di centrali nucleari, si forano componenti di motori d aereo, si forano gli iniettori dei motori diesel. Con i laser, presenti in PLASTLAB, si saldano e si marcano i materiali polimerici con prestazioni e caratteristiche altrimenti inarrivabili. Con i laser presenti in PLASTLAB si effettuano infine marcature, forature ed incisioni microscopiche sia estetiche sia funzionali su tutti i materiali metallici, ceramici e polimerici. Kastech è una società di recente fondazione ad opera del titolare Paolo Castelli che ha deciso di mettere a frutto a livello imprenditoriale la sua esperienza nel campo dell ottica e del processi laser. Castelli vanta una formazione specifica, Laurea in Ingegneria Optelettronica, ed una carriera ventennale in cui ha ricoperto i seguenti ruoli: Responsabile R&D della società RTM SpA, Membro del Consiglio di Presidenza della SIOF; Membro dello Steerenig Committee del Progetto MindShare di Finmeccanica. Egli è inoltre stato project-manager, sia come partner sia come coordiantore, in progetti europei, italiani, e regionali in collaborazione con importanti protagonisti del mondo della ricerca e dell industria quali Centro Ricerche Fiat, Magneti Marelli, AleniaAermacchi, Ansaldo, Airbus, Politecnico di Milano, Calef, Enea e CNR. E inventore citato in numerosi brevetti e autore di numerose pubblicazioni scientifiche. E stato pioniere in Piemonte ed in Italia delle applicazioni laser ai seguenti settori: microlavorazioni, in cui opera dal 96, saldatura laser dei materiali polimerici, dal 2000, laser additive manufacturing, dal 2003, laser nanoparticle production dal Paolo Castelli è il responsabile dei Laboratori Laser ed è il punto di riferimento scientifico e commerciale per i clienti.

3 Il laboratorio di saldatura dei materiali polimerici si bassa sulla disponibilità di una stazione di saldatura basata su sorgente a stato solio ed equipaggiata son sistemi di movimentazione, deflessione del fascio e clamping (con controllo della pressione) finalizzata alla saldatura di componenti in materiale polimerico. La sorgente laser è di tipo Nd:YAG Q-switched da 200 Watt. Essa può inoltre operare in condizioni quasi continue operando ad una frequenza di pilotaggio di 100 khz. Il sistema laser è equipaggiato con una testa di scansione galvanometrica che permette la realizzazione di percorsi di saldatura flessibili e variabili. La saldatura può essere realizzata con diverse combinazioni di parametri di potenza, velocità e ripetizioni permettendo quindi di adattare il processo alle specifiche caratteristiche del polimero Il sistema laser è inoltre equipaggiato con una pressa pneumatica (con forza da 20 a 200 kg) che garantisce la pressione necessaria alla saldatura ed all eventuale chiusura a pacco dei componenti interni. La forza di chiusura è regolabile per adattarsi alla superficie di appoggio del componente da saldare. Il sistema può operare anche in condizioni retroazionate utilizzando un dispositivo LVDT per verificare il raggiungimento di una quota prestabilita. Uno specifico posaggio permette infine una corretta centratura, anche laterale, dei componenti, permetteno l ottenimento di componenti saldati con tolleranze inferiori a 0.05 mm Il laboratorio è equipaggiato con tutti i sistemi ausiliari necessari alla messa punto del processo ed al controllo della produzione. Sono disponibili strumenti di misura quali micrometri, micrometri per interni, LVDT, microscopio digitale, nonché lucidatrice per i campioni e per la preparazione al microscopio. Su richiesta del cliente è possibile appoggiarsi agli altri laboratori di Plastlab al fine di caratterizzare metricamente e meccanicamente il componente saldato e di sottoporlo a cicli termici, caldo umido etc. e verificarne la tenuta della saldatura.

4 La saldatura laser dei componenti in materiale plastico rappresenta lo stato dell arte nelle tecnologie di giunzione applicate a questi componenti. Nonostante lo sviluppo di nuove tecniche la saldatura laser rimane infatti la soluzione più adatta nei casi in cui si la saldatura abbia stringenti requisiti di qualità, resistenza, precisione e tolleranze dimensionali del pezzo finito. Praticamente tutti i polimeri sono saldabili con se stessi una volta verificate alcune condizioni base sul grado di cristallinità e sugli additivi e coloranti di cui sono caricati. Potendo cambiare il colore del componente sono disponibili sul mercato additivi che permetto di saldare anche componenti nero su nero e/o trasparente su trasparente. I raccordi ad innesto presentano infatti la caratteristica per cui il passaggio minimo è determinato dal raccordo ed il tubo deve essere pertanto realizzato di diametro maggiorato per tutta la sua estensione. Ciò determina uno spreco di materiale considerevole. In caso di raccordo saldato il diametro del tubo determina la sezione utile al passaggio e pertanto vi è una ottimizzazione delle sezioni e dei materiali. Anchein questo caso la saldatura laser permette la realizzazione di giunzioni estremamente precise e robuste e garantisce l integrità del raccordo anche in presenza di o-ring. Si possono saldare componenti di differenti tipologie e ed il Laboratorio è a disposizione di tutti i clienti per l ottimizzazione delle geometrie di giunto e dei posaggi. Eccellenti esperienze si sono avute nel campo della Sensoristica ed Elettronica Automotive dove la saldatura laser ha permesso di realizzare giunzioni ermetiche, estremamente resistenti (con superamento di prove a scoppio) ed in grado di assicurare tolleranze necessarie al corretto funzionamento dei Sensori. Questa òè la ragione per cui le più grandi case automobilistiche o di componenti per il settore quoali, Audi, BMW, Bosh richiedono sensori saldati laser. La saldatura Laser può quindi permettere ai fornitori italiani di primo e secondo livello di diventare competitivi ad un livello europeo. Un altro grande settore di applicazione della saldatura laser è quello della raccorderia in materia polimerico sia essa in campo automobilistico sia in campo impiantistico in generale La saldatura è a tenuta ermetica e garantisce la tenuta a scoppio (in caso di extrapressione dsi fessura il tubo).

5 Le microlavorazioni laser sfruttano le particolarissime proprietà della radiazione luminosa di alcune sorgenti laser per realizzare lavorazioni quali la foratura, la fresatura e la strutturazione superficiale di dimensioni microscopiche con dettagli che arrivano alla scala micrometrica. Questa lavorazione è resa possibile dall utilizzo delle sorgenti Q-switched ad elevata energia per impulso che grazie alla enorme potenza di picco ( Watt) ed alla focalizzazione molto spinta (fino a5 m) sono in grado di vaporizzare il materiale (sia esso metallico, ceramico o polimerico) lasciando un residuo termico minimo e potendo realizzare di conseguenza una lavorazione estremamente precisa e veloce. In particolare Nei Laboratori Plastlab sono installati due sistemi laser rispettivamente con lunghezza d onda nel verde e nell Ultravioletto ciascuno dei quali equipaggiato con sistema di centraggio e messa a fuoco micrometrico, sistema di scansione del fascio galvanometrico e sistemi ausiliari di copertura con gas inerte e/o aspirazione fumi. I sistemi possono montare Beam expander ed Obiettivi Telecentrici a Campo Piatto di focale diversa per adattare le caratteristiche del fascio alla lavorazione richiesta. La stazione di Lavoro con lunghezza d onda nel verde risulta particolarmente adatta alla lavorazione dei materiali. Anche quelli alto riflettenti, quali oro, argento, rame. La stazione UV risulta invece ottimale per la lavorazione di materiali che risultano normalmente trasparenti alle radiaoni visibili quali vetri, ceramici (allumina e zirconia per fare alcuni esempi), diamanti sintetici e per fare lavorazioni sul silicio e su altri tipi di semiconduttori. Il laboratorio è equipaggiato con un microscopio LEICA DM12500 con sistema di acquisizione e misura digitale per la certificazione delle lavorazioni. In caso di necessità il laboratorio può appoggiarsi a strutture esterne ed avvalersi di microscopia a scansione elettronica (SEM).

6 Nel campo delle lavorazioni di materiali metallici e semiconduttori la e- strema versatilità della sorgente laser unità ad eventuali processi di post lavorazione permettono di realizzare componenti con finalità estremamente diverse tra loro. Si possono quindi realizzare micro filtri con diametri dei fori fino a 10 micron, tali filtri possono essere realizzati su componenti rigici o flessibili al fine per applicazioni in campo medicale, alimentare e industriale in generare (in particolare auto motive). Si possono inoltre realizzare orifizi calibrati da utilizzare in sistemi di distribuzione del gas o di test delle perdite con la possibilità di realizzare fori di dimensione variabile tra i 5 ed i 250 micron in funzione degli spessori coinvolti, realizzando all occorrenza griglie di fori o fori di diametro diverso sul medesimo componente. Si possono inoltre realizzare fenditure don caratteristiche di forma anche molto spinte (come evidenziato nella figura a lato) e/o trattamenti superficiali che cambiano le proprietà meccanico e chimiche dei componenti: compatibilità biochimica e/o biomedicale, idrofilia/idrofobia. Sfruttando la possibilità offerte dalla microfresatura è possibile realizzare circuiteria microfluidica bidimensionale sia in vetro, sia in silicio, sia in materiali polimerici. Tale circuiteria, può trovare applicazioni nel campo biomedicale, della sensoristica ambientale e della manipolazione dei fluidi in generale. Una applicazione di particolare interesse finora applicata in ambito biomedicale e farmaceutico ma di potenziale applicazione anche in campo cosmetico ed alimentare è la realizzazione di microfori calibrati per il testing di integrità delle confezioni. Con i sistemi a nostra disposizione è possibile lavorare qualsiasi tipo di confezione attualmente in uso, dalle fiale e flaconi in vetro ai blister in plastica e multistrato, per realizzare e certificare fori da 5 a 150 Micron. E inoltre possibile realizzare la foratura di diamanti sintetici eventualmente inserirti in dime metalliche per la realizzazione di filiere o ugelli per materiali corrosivi.