Nel mondo in continua evoluzione dell’industria automotive, l’innovazione è la chiave per rimanere al passo con le esigenze in rapida mutazione del mercato. In questo contesto dinamico, la marcatura a laser del carbonio SMC (Sheet Molding Compound) si staglia come un’opzione interessante che permette di personalizzare la componentistica, senza trascurare la sicurezza e l’estetica.
Caratteristiche del carbonio SMC e fattibilità della marcatura laser
Il carbonio SMC è un materiale termoindurente composto principalmente da resine, cariche inerti, additivi, fibre di rinforzo e fibre di carbonio. Trattandosi di un materiale composito, unisce più materiali con proprietà differenti per crearne uno nuovo che avrà proprietà superiori rispetto a quelle dei suoi singoli componenti. I componenti in carbonio risultano quindi essere allo stesso tempo leggeri e robusti, molto rigidi in una direzione ed estremamente flessibili in un’altra. Queste qualità li rendono ideali per soddisfare le esigenze di diversi settori, in primis quello automotive che li utilizza per parti interne, esterne e strutturali.
Il carbonio è lavorato utilizzando la tecnologia dello stampaggio a compressione in pressa. È in questa fase, che vengono comunemente iniettate all’interno del composto delle piccole etichette contenenti i dati di tracciabilità del pezzo stesso. Questo ovviamente limita la personalizzazione a questo determinato step di produzione e non consente alcuna codificazione successiva. L’incisione laser ovvia a questo problema, permettendo flessibilità e la risoluzione estemporanea di eventuali problematiche.
Per via del loro design, la struttura della maggior parte dei compositi è meno uniforme rispetto a elementi ad esempio di plastica, metalli e ceramica. Questa struttura disomogenea rende i compositi più soggetti a danni durante la lavorazione. Anche in questo caso il laser si è dimostrato la soluzione ideale, poiché va a lavorare il materiale senza danneggiarlo. Per le stesse ragioni non tutti i componenti in carbonio possono essere incisi a laser, questo dipende infatti dalla tipologia di resina utilizzata. Nel caso del carbonio SMC questo è possibile, attraverso una semplice configurazione dei parametri di marcatura, come procederemo ad illustrare.
Parametri caratteristiche del sistema a laser
Le incisioni sono state realizzate con una sorgente MOPA fibra EP da 20 Watt montata sul nostro sistema laser “Tre Assi”, una macchina completa di 3 assi controllati (X, Y, Z), con un’area di lavoro di X=600mm, Y=400mm. Il laser è gestito dal software proprietario Zeus EVO, su base Cad 2D.
Come operazione preliminare è necessario preparare adeguatamente la fibra di carbonio per l’incisione. Ciò in genere comporta la pulizia della superficie del materiale per rimuovere sporcizia o detriti che potrebbero interferire con il processo di incisione laser. Successivamente si andrà a settare i parametri di marcatura, per ottenere l’effetto desiderato:
- Potenza: compresa di solito tra il 30% e il 50% della potenza massima del laser. Questo è generalmente sufficiente per marcare il carbonio senza danneggiare troppo la superficie.
- Frequenza: Una frequenza più bassa (tipicamente tra 20 kHz e 50 kHz) è spesso preferibile per il carbonio, poiché una frequenza troppo alta potrebbe causare un deterioramento della superficie.
- Velocità: La velocità di scansione dipende dalla densità della fibra di carbonio e dal tipo di materiale, ma una velocità tra 1000 mm/s e 2000 mm/s è un buon punto di partenza.
- Passaggi: a seconda del contrasto desiderato potrebbe essere consigliato di eseguire più passaggi
- Focus: è necessario assicurarsi che il punto di messa a fuoco del laser sia corretto per ottenere una marcatura precisa. Un punto di messa a fuoco troppo largo o troppo stretto potrebbe ridurre la qualità della marcatura.
In figura vengono presentati due effetti diversi. Il lotto di produzione indicato nella parte superiore è realizzato con una microincisione, ben visibile all’occhio della fotocamera. Il codice del pezzo, semi visibile sulla seconda linea, è stato realizzato con effetto “olografico”, il laser lavora a livello superficiale, agendo sulla resina presente all’interno del composto. In questo caso il codice è chiaramente visibile muovendo il pezzo ma non è disturbante e soprattutto consente la tracciabilità senza compromettere in alcun modo il componente. Ad ogni risultato corrisponde una configurazione diversa dei parametri del laser.
I vantaggi dell’incisione laser nel settore automotive
Uno degli aspetti più cruciali della marcatura a laser del carbonio nell’industria automotive è la sua capacità di creare marchi permanenti e di alta qualità su una vasta gamma di componenti, inclusi telai, parti motore, interni e molto altro. Questo processo consente di applicare codici bidimensionali 2D Code, numeri di serie, loghi aziendali e altre informazioni essenziali in modo chiaro e duraturo, facilitando la tracciabilità dei componenti nel ciclo di vita del veicolo. Inoltre, la marcatura a laser offre una precisione senza pari, questa precisione è fondamentale per garantire la conformità alle normative di sicurezza e qualità, nonché per migliorare il valore estetico dei prodotti automobilistici. Infine, va sottolineato che l’adozione della marcatura a laser del carbonio nel settore automobilistico porta a benefici tangibili in termini di efficienza operativa, riduzione degli scarti e ottimizzazione dei processi di produzione, aspetti fondamentali in questo momento storico molto complesso per il settore.
RMU Marking, versatilità e sguardo al futuro
In conclusione, l’incisione laser sulla fibra di carbonio rappresenta una tecnica sofisticata e versatile che unisce la precisione della tecnologia laser alle proprietà uniche dei materiali in fibra di carbonio. Con le industrie automotive che continuano ad abbracciare nuove tecnologie, possiamo anticipare ulteriori progressi e possibilità nel campo dell’incisione laser sulla fibra di carbonio, plasmando il futuro della produzione, del design e dell’ingegneria.
In quest’ottica, siamo entusiasti di annunciare che stiamo lavorando duramente per portare innovazione qui in RMU e presso i nostri clienti. Le continue sfide del mercato ci hanno spinto a ricercare miglioramenti in ogni aspetto del nostro operato che saremo pronti a condividere con voi nel breve periodo.
Il nostro marchio è il cuore dell’azienda e anch’esso avrà presto un design rinnovato che rappresenterà il nostro impegno per rimanere all’avanguardia nel nostro settore.
