In che modo la tecnologia laser rende la produzione più sostenibile

Apr 16, 2023

Mentre il mondo si trova ad affrontare importanti sfide ambientali e il riscaldamento globale rappresenta una minaccia reale per il futuro del mondo, i governi e i consumatori stanno iniziando ad agire. In 30 dei paesi più grandi del mondo, i governi hanno implementato incentivi per un valore di oltre 17,2 trilioni di dollari negli sforzi per spostare le industrie verso pratiche più verdi e sostenibili.

Oltre agli incentivi, i governi stanno implementando leggi verdi che impongono ai produttori di ridurre le emissioni di gas serra.

I clienti mettono sempre più in discussione i tentativi dei produttori di attuare politiche ecocompatibili. L’85% dei consumatori afferma di aver cambiato attivamente i propri comportamenti di acquisto pensando alla sostenibilità.

Sebbene nessun processo industriale sia ecologico al 100%, i produttori possono adottare misure proattive per ridurre e implementare tecnologie per rendere la produzione più sostenibile. La tecnologia laser a fibra è una di queste e sta guadagnando popolarità.

In questo articolo discuteremo i 5 motivi principali per cui la tecnologia laser a fibra è un alleato importante nel portare i produttori verso pratiche più sostenibili.

Le fonti energetiche utilizzate nella produzione, come carbone, petrolio e gas, sono dannose per l’ambiente. Migliorare l’efficienza energetica è una delle chiavi per rendere le operazioni di produzione più sostenibili.

Mentre i laser ad anidride carbonica (CO2) erano predominanti nella produzione, i laser a fibra sono ora più popolari che mai. Oggi, i laser a fibra hanno migliorato significativamente l’efficienza energetica. Il tipico laser a fibra consuma da tre a cinque volte meno energia rispetto ai laser a CO2. Richiedono inoltre meno tempo (ed energia) per l'accensione e richiedono minori requisiti di raffreddamento rispetto ai loro predecessori.

Anche i componenti a stato solido nei laser a fibra richiedono meno input elettrico rispetto ai laser a CO2. Ad esempio, un laser a fibra da 2 kW può tagliare materiali sottili alla stessa velocità di un laser a CO2 da 4-5 kW.

Il settore manifatturiero rappresenta più della metà del potenziale di riscaldamento globale (GWP) mondiale. Chiaramente, l’industria deve trovare modi per ridurre le emissioni di gas serra e i rifiuti.

Una grande quantità di rifiuti viene generata dai materiali di consumo durante le operazioni di produzione. I laser non producono rifiuti e sostituiscono molte tecnologie che fanno molto affidamento sui materiali di consumo.

Ad esempio, la marcatura laser può sostituire molti processi che utilizzano materiali di consumo come etichette stampate e inchiostro. La pulizia laser può anche sostituire processi come la sabbiatura, eliminando i mezzi abrasivi che richiedono lo smaltimento.

I laser possono aiutare i produttori a ridurre la loro dipendenza dalle sostanze chimiche sostituendo le soluzioni di rimozione chimica utilizzate per la pulizia delle superfici.

Molte operazioni di produzione utilizzano ancora prodotti chimici per rimuovere i contaminanti superficiali. Nella maggior parte dei casi, queste sostanze chimiche devono essere gestite per evitare la contaminazione. Ad esempio, lo stripping chimico utilizza vari prodotti chimici per rimuovere i contaminanti e comprende diverse fasi di risciacquo. In ogni fase, l'acqua di risciacquo deve essere trattata e smaltita correttamente.

Quando è necessario pulire solo un'area specifica, la pulizia laser può rimuovere selettivamente ruggine, ossidi, rivestimenti e altri tipi di contaminanti superficiali senza utilizzare prodotti chimici o richiedere risciacqui chimici.

Boeing ha scoperto che l’uso dell’ablazione laser per rimuovere la vernice dagli aeroplani invece della rimozione chimica o della sabbiatura può ridurre i rifiuti pericolosi di oltre il 90%.

Minore è l’impronta industriale, minore è l’impatto sull’ambiente. La tecnologia laser è eccezionalmente compatta e riduce lo spazio richiesto per le operazioni di produzione.

Nella produzione di batterie, ad esempio, una singola saldatrice laser può essere altrettanto efficiente di dozzine di macchine per l’incollaggio di fili a ultrasuoni. Il passaggio ai laser può potenzialmente ridurre la superficie di 400-800 piedi quadrati, riducendo allo stesso tempo notevolmente il consumo energetico.

I laser a fibra in particolare sono eccezionalmente compatti. La luce laser è prodotta in un cavo in fibra ottica. In confronto, un laser a CO2 richiede una grande camera per miscelare i gas. I laser a fibra utilizzano in genere il raffreddamento ad aria integrato anziché un'unità di raffreddamento aggiuntiva. Ciò riduce ulteriormente l'ingombro e riduce il consumo energetico.