La tecnologia laser, dall’introduzione ai giorni odierni

L’introduzione della tecnologia laser è oggetto di dibattito, e in effetti fino a questo momento non è mai stato possibile attribuire in maniera sicura la paternità della sua invenzione. Quel che è certo è che il primo laser funzionante è stato azionato il 19 maggio del 1960 nei laboratori della Hughes Research in California da Theodore H. Maiman. Nello stesso anno è stato costruito il primo laser con il neon e l’elio capace di generare un raggio infrarosso, mentre nel 1963 è stata la volta del laser ad anidride carbonica. Il primo laser di questo tipo si caratterizzava per una potenza di uscita di appena un milliwatt, ma già nel 1967 sono stati ottenuti laser ad anidride carbonica con più di mille watt di potenza.

Le prime applicazioni della tecnologia laser

La prima applicazione di natura commerciale del laser per la lavorazione di materiali risale al mese di maggio del 1967, quando un raggio laser ad anidride carbonica è stato adoperato da Peter Houldcroft del The Welding Institute allo scopo di tagliare un foglio di acciaio con uno spessore di 1 millimetro. Con il passare degli anni, poi, i laser ad anidride carbonica sono stati perfezionati sempre di più, e al tempo stesso nuove tipologie di laser sono state sviluppate: così le prime applicazioni di lavorazione laser hanno potuto vedere la luce. Nel 1975, per esempio, Laser-Work A.G. ha messo a punto il primo sistema laser a due assi, mentre produttori di aerei e di auto hanno promosso le prime applicazioni, grazie alla consapevolezza dell’efficacia dei laser sia per la saldatura che per il taglio dei metalli.

Le successive evoluzioni

Negli anni Ottanta, la tecnologia ha compiuto ulteriori passi in avanti, e sono stati introdotti il laser a lastra a diossido di carbonio e altri modelli che avevano il duplice pregio di costare poco ed essere di dimensioni ridotte. Così, ha preso il via una nuova epoca per il settore. In effetti, la quantità e la qualità delle applicazioni sono cresciute: oltre alla saldatura e al taglio di metalli si è passati alla lavorazione di materiali organici come la schiuma, la gomma e la plastica. Al giorno d’oggi, sono molteplici gli ambiti in cui il laser viene impiegato, da quello medicale all’informatica. Senza dimenticare, ovviamente, il settore industriale: in questo campo, infatti, la marcatura laser viene sfruttata per garantire la tracciabilità dei componenti e, quindi, per rendere evidente la loro provenienza. Automator, per esempio, è il punto di riferimento per le aziende che hanno bisogno di una marcatrice laser.

Il laser nel settore medicale

Il laser, oggi come in passato, è molto importante per scopi medici. Per esempio, le onde di stress meccanico che derivano dal connubio tra alte energie e impulsi brevi vengono impiegate per distruggere i calcoli urinari. Non solo: impulsi laser brevi sono sfruttati per l’ablazione di strati di tessuto sottili in chirurgia rifrattiva, con la luce laser che riesce a penetrare all’interno dei tessuti per pochi micrometri. Inoltre, in chirurgia estetica si usa il laser per la coagulazione delle vene varicose in maniera selettiva: la lunghezza d’onda, infatti, può essere selezionata per garantire l’assorbimento selettivo del bersaglio. Ancora, non vanno dimenticate le applicazioni del laser per la correzione dei difetti di vista. Sia in caso di ipermetropia che per l’astigmatismo o la miopia si modella il profilo della cornea con tecniche differenti. Va notato, comunque, che si può solo correggere il difetto visivo, ma non rimuoverlo del tutto.

Il laser nel settore militare

In ambito militare, investimenti molto consistenti sono stati effettuati sull’uso dei raggi laser finalizzato alla distruzione di missili, di proiettili o addirittura di aerei, anche se i risultati che sono stati conseguiti hanno messo in evidenza delle limitazioni evidenti della tecnologia. Quasi tutta la potenza del raggio laser viene assorbita dalle nuvole o dalla nebbia, e inoltre sono necessari studi accurati per il cosiddetto thermal blooming, che consiste nella defocalizzazione che viene generata dal calore dell’aria attraversata. Nel 2009, la Northrop Grumman Corporation ha fatto sapere di essere riuscita a realizzare e a collaudare un laser in grado di superare i 105 kW e che può essere trasportato.

Il taglio laser

In ambito industriale e per le lavorazioni dei materiali si ricorre al taglio laser, che può essere effettuato secondo tre modalità differenti: la combustione, la fusione e la vaporizzazione. L’innesco del processo di taglio dipende dall’energia che può essere concentrata dal raggio laser in un punto particolarmente piccolo. Per il taglio della plastica, dei metalli di spessore ridotto e dei materiali non ferrosi si sceglie il laser ad argon, che ha il pregio di riscaldare in misura minima il materiale che si trova nei dintorni dell’area di taglio. Con migliaia di impulsi al secondo è possibile rimuovere uno strato piccolo del materiale che deve essere lavorato.