Ap_LASER_n50_SETT_OTT_2015

tecnologia
Negli ultimi anni, le applicazioni industriali
dei materiali polimerici
sono diventate sempre più rilevanti.
In particolare, le poliolefine sono ampiamente
utilizzate per le loro molteplici proprietà, quali
leggerezza, resistenza meccanica e chimica,
lavorabilità e basso costo di produzione.
Qualsiasi struttura si intenda realizzare, è inevitabile
dover prevedere la presenza di giunzioni.
Per tale motivo, la ricerca di sistemi di
saldatura tra pezzi in materiale polimerico risulta
un argomento di ricerca particolarmente
interessante.
Nelle industrie automobilistiche, delle telecomunicazioni,
delle costruzioni e nella produzione
di apparecchi medicali, lo sviluppo di
una tecnologia di giunzione efficiente, veloce
ed eco-friendly è un aspetto sempre più importante.
Per tale motivo, i produttori di sistemi
di saldatura laser hanno sviluppato nuove
soluzioni, utilizzabili per ottenere giunzioni
affidabili tra pezzi in materiali polimerici.
La vasta gamma di tipologie di laser presenti
sul mercato consente di scegliere, di volta in
volta, la sorgente più adatta all’applicazione
[1-6]. In particolare, lo sviluppo delle sorgenti
laser in fibra ha permesso di ottenere
impianti caratterizzati elevata efficienza e flessibilità
ed estremamente compatti.
La ricerca sulla saldatura dei polimeri mediante
laser si è finora focalizzata sull’ottimizzazione
del processo [7-9] e delle sorgenti
laser [8, 10-14]. In particolare, lo sviluppo di
sorgenti laser al Tullio, con lunghezze d’onda
nel vicino infrarosso (NIR), è risultato particolarmente
utile in molte applicazioni medicali
e militari e può fornire un’interessante soluzione
per la giunzione di pezzi in materiale
polimerico. Infatti, il forte assorbimento delle
radiazioni NIR da parte dell’acqua è un aspetto
molto promettente, oltre che per le applicazioni
medicali, anche per la saldatura dei
1. Sorgente laser e braccio
robotizzato.
polimeri; inoltre, il basso assorbimento da
parte dell’atmosfera e le proprietà “eye-safe”
rendono questo sistema facilmente integrabile
in diversi impianti produttivi.
Il presente articolo riporta i risultati di un’indagine
preliminare, effettuata nel laboratorio
del Centro di Ricerca sulle Giunzioni (CRG)
della Scuola Politecnica dell’Università degli
Studi di Genova, con la collaborazione di IPG
Photonics, Italia. In particolare, è stata studiata
la saldabilità di un materiale poliolefinico, il
polipropilene, al fine di individuare i parametri
ottimali per ottenere giunzioni testa a testa
tra pezzi di spessore pari a 2 mm.
Campagna sperimentale
Le prove di saldatura sono state condotte
utilizzando un laser in fibra al Tullio (IPG
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