ITFI20080053A1

ITFI20080053A1 - "dispositivo di lavorazione tramite fascio laser di un materiale in nastro con sistema di appoggio e alimentazione del materiale in corrispondenza della zona di lavoro"

Info

Publication number: ITFI20080053A1
Application number: IT000053A
Authority: IT
Inventors: Gabriele Clementi; Lorenzo Conti; Marco Mugnaioni
Original assignee: Ot Las S R L
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2009-09-21
Also published as: EP2103375A1

Description

DISPOSITIVO DI LAVORAZIONE TRAMITE FASCIO LASER DI UN MATERIALE IN NASTRO CON SISTEMA DI APPOGGIO E ALIMENTAZIONE DEL MATERIALE IN CORRISPONDENZA DELLA ZONA DI LAVORO

DESCRIZIONE

Campo Tecnico

La presente invenzione riguarda macchine per la lavorazione laser di prodotti in nastro, come ad esempio prodotti avvolti in rotolo o in falda. Più in particolare, ma non esclusivamente, la presente invenzione riguarda un gruppo di lavorazione laser con una testa a scansione polare di un materiale tessile per il finissaggio automatico in continuo.

Stato della Tecnica

Il finissaggio laser di tessuti, di spalmati o di altri materiali utilizzati in campo manifatturiero comprende una serie di lavorazioni in cui l’energia di una sorgente laser, opportunamente controllata e focalizzata, viene impiegata per ottenere sul materiale effetti quali (ma non esclusivamente) il taglio, la perforazione, l’incisione, la marcatura, la scoloritura o comunque l’alterazione sia dell’aspetto che delle proprietà fisiche del materiale stesso.

Questa pratica è ormai impiegata con successo sfruttando la grande velocità di disegno propria delle macchine laser a scansione polare, ma fino ad ora la quasi totalità delle applicazioni ha riguardato la lavorazione o di capi finiti, o di pezzi di materiale (teli) le cui dimensioni rientravano nel campo di lavoro tipicamente quadrato delle macchine laser a scansione.

I tentativi realizzati fino ad ora per applicare il finissaggio laser alla lavorazione in continuo (ovvero al volo) del materiale in rotoli o falda hanno tutti evidenziato problemi di precisione e qualità che da una attenta analisi sono imputabili in gran parte ad un inadeguato sistema di trasporto e supporto del materiale nella zona di lavorazione e ad una non corretta evacuazione dei fumi prodotti dal processo.

Un esempio di macchina per eseguire il taglio di un materiale tessile svolto da un rotolo è descritto in JP-A-61145882.

Una diversa macchina per eseguire il taglio di un materiale tessile in rotolo è descritta in US-A-7284305.

In EP-A-1762653 è descritta una macchina per tagliare o incidere i bordi di un tessuto in continuo alimentato al di sotto di una testa di scansione.

Un ulteriore dispositivo per il taglio laser di tessuti alimentati in continuo tramite una testa a scansione è descritto in WO-A-2004/016847.

Sommario dell’Invenzione

Secondo un aspetto l'invenzione riguarda una macchina per la lavorazione tramite fascio laser con l'impiego di una testa a scansione di un materiale a nastro, ad esempio ed in particolare (ma non esclusivamente) un nastro in tessuto, tessuto-non-tessuto, od altro materiale tessile, che superi in tutto od in parte almeno uno dei problemi della tecnica nota.

Scopo di una forma di realizzazione dell'invenzione è quello di migliorare l'appoggio del materiale in lavorazione al di sotto della testa di scansione, per ottenere una lavorazione più precisa.

Sostanzialmente l’invenzione prevede una macchina o dispositivo per la lavorazione tramite fascio laser di un materiale in nastro, comprendente: un sistema di avanzamento del materiale da lavorare, un sistema di appoggio e scorrimento del materiale da lavorare, ed almeno una testa a scansione con una sorgente laser posizionata al di sopra del detto sistema di appoggio e scorrimento. Nella macchina secondo l’invenzione il sistema di appoggio e scorrimento comprende una pluralità di elementi laminari affiancati, ciascuno presentante uno spigolo di appoggio e scorrimento del materiale da lavorare. Gli spigoli sono disposti sostanzialmente complanari per definire un piano di scorrimento del materiale da lavorare.

In alcune forme di realizzazione, gli elementi laminari sono orientati con i propri spigoli di appoggio circa paralleli alla direzione di avanzamento del materiale da lavorare. In questo modo si riduce l’attrito esercitato sul materiale in nastro durante l’avanzamento.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, tra elementi laminari affiancati è definita una trappola per il fascio laser. In questo modo vengono minimizzate le retro-riflessioni della radiazione laser durante le lavorazioni che comportano lo sfondamento del materiale in lavorazione.

In alcune forme di realizzazione, gli elementi laminari presentano ciascuno una porzione principale giacente in un piano circa ortogonale al piano di appoggio e scorrimento definito dagli spigoli di appoggio degli elementi laminari. Preferibilmente, ciascun elemento laminare presenta anche una porzione piegata, per formare una nervatura di rinforzo. In sostanza in questa forma di realizzazione gli elementi laminari o stecche sono formati ciascuno da due porzioni di lamiera piana che si sviluppano per la lunghezza dell’elemento laminare stesso e giacciono su piani formanti un angolo compreso preferibilmente fra 100° e 170° e più preferibilmente fra 110° e 130°.

Per ridurre il rischio di retro-riflessione, preferibilmente gli elementi laminari sono disposti in modo simme trico rispetto ad un piano di simmetria longitudinale ortogonale al piano di appoggio e scorrimento del materiale, così che le porzioni longitudinali piegate formanti le nervature di rinforzo degli elementi laminari che si trovano su un lato del piano di simmetria sono rivolte in verso opposto rispetto a quelle degli elementi laminari sull'altro lato di detto piano.

Per ottenere elevate resistenze alla radiazione laser, gli elementi laminari sono realizzati preferibilmente in metallo, ad esempio ottone. Secondo alcune forme di realizzazione la superficie degli elementi laminari è trattata per ridurre fenomeni di riflessione. Ad esempio esse possono essere dotate dei una deposizione assorbente. Più semplicemente, possono essere previste lavorazioni meccaniche, ad esempio di sabbiatura, che aumentano la rugosità della superficie in modo da ridurre la riflessione e provocare una diffusione del fascio laser eventualmente incidente su tali superfici.

Quando il materiale in nastro da trattare lo richiede, la macchina può comprendere una coppia di lamine di sostegno dei bordi longitudinali del materiale da lavorare.

In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, il sistema di avanzamento comprende un primo rullo motorizzato ed un secondo rullo motorizzato posti rispettivamente a monte ed a valle del sistema di appoggio del materiale da lavorare. Vantaggiosamente, i due rulli possono essere azionati da motori indipendenti. Per un migliore controllo del materiale in nastro da lavorare, i rulli motorizzati possono presentare un rivestimento in materiale ad alto coefficiente di attrito, preferibilmente in gomma.

Le caratteristiche del sistema di avanzamento del materiale da lavorare può essere vantaggiosamente utilizzato anche con un diverso sistema di appoggio e scorrimento, ad esempio realizzato secondo le tecniche tradizionali. In tal caso vengono comunque mantenuti i vantaggi derivanti dalle caratteristiche del sistema di avanzamento.

Secondo una forma di realizzazione perfezionata dell’invenzione, viene inoltre previsto un sistema di rimozione od evacuazione dei fumi o vapori che si generano per interazione del fascio laser con il materiale in lavorazione. Secondo una possibile e preferita forma di realizzazione, tale sistema di evacuazione dei fumi è realizzato per generare una lama di aria orientata secondo una direzione circa parallela al piano di supporto e scorrimento del materiale in nastro e preferibilmente con una direzione di flusso parallela e preferibilmente discorde rispetto al verso di avanzamento del materiale in nastro. Come si comprenderà dalla descrizione che segue, i vantaggi di questo sistema di evacuazione dei fumi possono essere sfruttati anche in macchine o dispositivi che hanno un diverso sistema di avanzamento del materiale in nastro e/o un diverso sistema di supporto e scorrimento del materiale in nastro nella zona di lavorazione del laser.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche e possibili forme di realizzazione dell’invenzione sono indicate nel seguito con riferimento ad un esempio di attuazione e nelle allegate rivendicazioni.

Breve Descrizione dei Disegni

L'invenzione verrà meglio compresa seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una pratica forma di realizzazione dell'invenzione. Più in particolare, nel disegno mostrano: la

Fig.1 una vista assonometrica del dispositivo secondo l'invenzione; la

Fig.2 una sezione secondo un piano verticale del dispositivo, con l'esclusione della testa di scansione e dei gruppi avvolgitore svolgitore; la

Fig.2A una vista di uno dei rulli del sistema di trasporto del materiale in nastro; la

Fig.3 un dettaglio di uno degli elementi laminari formanti il piano di appoggio e scorrimento del materiale da lavorare; la

Fig.4 una sezione trasversale dell'elemento laminare di Fig.3; la

Fig.5 un dettaglio ingrandito del piano di appoggio e scorrimento definito dagli elementi laminari delle Figg.3 e 4; e la

Fig.6 una sezione trasversale ingrandita di una porzione degli elementi laminari definenti il piano di appoggio e scorrimento.

Descrizione Dettagliata di una Forma di Attuazione dell’Invenzione

Con iniziale riferimento alle Figg.1 e 2, il dispositivo, complessivamente indicato con 1, comprende un gruppo svolgitore 3 su cui si trova un rotolo R di un materiale in nastro N, ad esempio un tessuto a maglia o in trama, un tessuto-non-tessuto od altro. Da parte opposta rispetto al gruppo svolgitore 3 è disposto un gruppo avvolgitore 5 in cui si forma un rotolo R1 di materiale in nastro N lavorato. Nel mezzo tra i due gruppi svolgitore ed avvolgitore 5 è disposta la macchina 7 vera e propria per la lavorazione del materiale in nastro. La configurazione qui illustrata è chiaramente indicativa ed esemplificativa, in quanto il materiale in nastro N può essere alimentato e raccolto con sistemi di altra natura, ad esempio con sistemi che erogano il materiale da una falda e lo riavvolgono in rotolo, oppure lo raccolgono in falda, oppure ancora sistemi che erogano il materiale da lavorare da un rotolo e accumulano il materiale in falda.

La macchina laser 7 vera e propria comprende un basamento 9 al di sopra del quale è disposto un sistema o testa di scansione 11 controllato da un elaboratore elettronico, il quale controlla il movimento di un fascio laser F proveniente da una sorgente laser 13 di tipo opportuno, noto agli esperti del settore e non descritto in maggiore dettaglio. In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione la macchina 7 comprende un sistema di avanzamento del materiale N da lavorare, un sistema di appoggio di alta precisione del materiale in lavorazione ed un sistema di rimozione dei fumi o vapori prodotti dall'interazione del fascio laser ed il materiale a nastro N.

Le parti principali della macchina 7 sono mostrate in Fig.2. Il sistema di trasporto comprende una coppia di rulli motorizzati 15 e 17 posti rispettivamente a monte ed a valle della zona di lavoro del fascio laser. Fra i due rulli motorizzati 15 e 17 è disposto un sistema di appoggio e scorrimento complessivamente indicato con 19 e descritto in maggiore dettaglio nel seguito. Il sistema di appoggio e scorrimento 19 definisce la base di un volume V di forma piramidale, vedi Fig.1, entro cui si può spostare il fascio laser F per effetto del movimento del sistema o testa di scansione 11.

Ciascun rullo motorizzato 15, 17 è azionato da un rispettivo motore indipendente, qui sommariamente schematiz zato con M15 per il rullo motorizzato 15 e con M17 per il rullo motorizzato 17.

In alcune vantaggiose forme di realizzazione l'uno o l'altro o preferibilmente entrambi i rulli motorizzati 15, 17 hanno una struttura alveolare, come mostrato in Fig.2, ovvero essi sono formati da un mantello cilindrico esterno unito ad un mozzo centrale tramite pareti radiali. Questo conferisce ai rulli 15, 17 una struttura rigida ma estremamente leggera, con un basso momento di inerzia che consente pertanto un controllo efficiente del movimento dei rulli con possibilità di accelerazioni e decelerazioni molto tempestive e precise sotto il comando di una unità centrale di controllo programmabile, non mostrata.

Secondo alcune vantaggiose forme di realizzazione l'uno o l'altro o preferibilmente entrambi i rulli motorizzati 15, 17 sono rivestiti con un materiale ad elevato coefficiente di attrito, ad esempio gomma, naturale o sintetica, od altro materiale idoneo. In Fig.2A è schematicamente mostrata la possibile configurazione di un rivestimento di questo tipo. In alcune forme di realizzazione preferite dell’invenzione, come mostrato in Fig.2A, il rivestimento del rullo è applicato in forma di due strisce S1 ed S2 avvolte elicoidalmente con versi di avvolgimento opposti su due porzioni sostanzialmente simmetriche rispetto ad un piano P-P di simmetria, ortogonale all'asse A-A del rullo stesso. Questa disposizione consente ai rulli 15, 17 di fare presa sul materiale a nastro N, controllandone positivamente l'avanzamento senza slittamento reciproco tra il materiale in nastro N e la superficie dei rulli 15, 17. Allo stesso tempo l'inclinazione delle due strisce avvolte elicoidalmente sulla superficie cilindrica dei rulli 15, 17 esplicano un effetto di allargamento trasversale sul materiale a nastro N, evitando la formazione di grinze.

Le strisce S1, S2 che rivestono i rulli motorizzati 15 e 17 hanno una larghezza preferibilmente compresa tra 30 e 50 mm e sono quindi di altezza limitata, poiché in questo modo si conferisce al materiale a nastro N una leggera sollecitazione tangenziale che tende ad allargare il materiale senza tuttavia deformarlo orizzontalmente, rischio che con componente tangenziale di forze eccessive, potrebbero manifestarsi in particolare nel caso di tessuti a maglia.

A monte ed a valle dei rulli motorizzati 15, 17, lungo il percorso del materiale a nastro N, secondo vantaggiose forme di realizzazione dell'invenzione sono disposti gruppi folli 14 e 16. La posizione dei rulli 14 e 16 è tale per cui il percorso del materiale a nastro N avvolge per un angolo adeguato i rulli motorizzati 15 e 17. Vantaggiosamente l'angolo di avvolgimento è preferibilmente pari o superiori a 90° ed ancora più preferibilmente pari o superiore a Ciascuno dei rulli 15, 17 è realizzato preferibilmente in lega leggera, alluminio od altro, per ottenere una elevata dinamica, una elevata precisione ed una manutenzione ridotta oltre che una elevata efficienza energetica. Ciascun rullo di trascinamento 15, 17 è movimentato dal rispettivo motore M15 ed M17 tramite un riduttore di precisione a gioco ridotto e con un breve rinvio a cinghia dentata.

Secondo alcune vantaggiose forme di realizzazione i motori M15 ed M17 sono motori stepper ad anello aperto con un driver micropasso per ragioni di semplicità e di costo, soluzione che garantisce la precisione sufficiente ed un funzionamento dolce ed affidabile in un ampio campo di velocità di scorrimento del materiale, nell'ordine di 0-12 m/min.

La particolare conformazione del sistema di trasporto consente di soddisfare i seguenti requisiti:

− un avanzamento costante del materiale regolabile su un ampio campo di velocità;

− nessun sbandamento laterale del materiale nell’area di lavoro;

− il mantenimento di una tensione costante del materiale nel campo di lavoro;

− l’assenza di vibrazioni del materiale durante il trasporto;

Oltre a ciò, il gruppo o sistema di trasporto descritto consente di ottenere:

− una estrema semplicità del sistema di trasporto che garantisce una elevata dinamica e una manutenzione ridotta al minimo;

− consumi energetici ridotti data la assenza pressoché totale di attriti e il contenimento delle inerzie;

− la possibilità di regolare agevolmente la tensione del materiale nella zona di lavoro;

Secondo una vantaggiosa forma di attuazione, il sistema di appoggio complessivamente indicato con 19, su cui scorre il materiale in nastro N e da cui esso è supportato nella zona attiva del fascio laser F, cioè in corrispondenza della base della piramide virtuale V entro cui il fascio laser F si muove per effetto della scansione, comprende una serie di elementi laminari affiancati 31. La conformazione di questi elementi laminari 31 è chiaramente visibile nelle Figg.3 a 6.

Secondo una vantaggiosa forma di realizzazione, ciascun elemento laminare 31 presenta la forma di una lamiera o stecca allungata nella direzione di avanzamento f del materiale in nastro N. Ciascun elemento laminare 31 presenta, lungo il proprio sviluppo longitudinale L (Fig.3) uno spigolo o bordo superiore 31A. Ciascun elemento laminare 31 presenta, inoltre, una sezione trasversale con una porzione principale 31B che giace in un piano sostanzialmente ortogonale al piano di appoggio e scorrimento del materiale in nastro N, definito dal luogo geometrico su cui giacciono gli spigoli 31A. Questa porzione principale 31B è unita lungo uno spigolo 31C ad una porzione longitudinale piegata 31D, formante una sorta di nervatura dell'elemento laminare 31 e presentante un bordo o spigolo 31E parallelo al bordo o spigolo 31A ed allo spigolo di piegatura 31C. Ciascun elemento laminare 31 così configurato può essere ottenuto per semplice taglio e piegatura di una lamiera metallica, ad esempio in ottone od altro materiale idoneo.

L'angolo α (Fig.4) formato dalle porzioni 31A e 31D di ciascun elemento laminare 31 è compreso ad esempio fra 100 e 170° e preferibilmente tra 110 e 130°. L'altezza h e l'angolo α che caratterizzano le stecche od elementi laminari 31 sono scelti in modo tale da eliminare o ridurre sostanzialmente le riflessioni spurie di radiazioni laser durante le lavorazioni che comportano lo sfondamento o la perforazione del materiale. Lo spessore dell'elemento laminare 31 è scelto particolarmente ridotto, ad esempio nell'ordine di 0,3 - 5 mm e preferibilmente 0,5-3 mm, per ridurre al minimo l'attrito fra il materiale in nastro N e gli spigoli o bordi 31A degli elementi laminari o stecche 31. La distanza reciproca d (Fig.6) fra gli elementi laminari 31 è scelto in modo tale da garantire ad un tempo un sufficiente appoggio del materiale in nastro N ed uno spazio sufficiente al di sotto del piano PS di appoggio e scorrimento definito dagli spigoli 31A per consentire l'evacuazione per gravità, con un sistema aspirante od in altro modo, di sfridi di lavorazione generati dal taglio laser del materiale in nastro N.

Come si osserva in particolare in Fig.6, gli elementi o stecche laminari 31 sono disposti con orientamenti opposti ai due lati di un piano verticale di mezzeria di traccia X-X. In altri termini gli elementi laminari 31 che si trovano sul lato sinistro in Fig.6 del piano di traccia X-X presentano le porzioni inclinate o nervatura 31D inclinate verso sinistra, mentre gli elementi laminari o stecche 31 che si trovano sulla destra rispetto al piano verticale di traccia X-X in Fig.6 sono orientate verso destra. In questo modo le nervature 31D di rinforzo ed irrigidimento non generano riflessioni spurie del fascio laser. Queste riflessioni spurie derivano da rimbalzi casuali della radiazione laser sulle superficie metalliche sottostanti il materiale in nastro N che appoggia e scorre lungo il piano PS definito dai bordi o spigoli 31A degli elementi laminari o stecche 31. Queste riflessioni devono essere eliminate o comunque ridotte per due motivi principali:

− esse sono fonte di difetti di lavorazione, poiché possono tornare a colpire la faccia inferiore del materiale in nastro N causando segni di bruciature che lo rendono inutilizzabile;

− rappresentano un possibile rischio di incendio poiché colpiscono il materiale o gli sfridi di lavorazione fuori dal piano focale del fascio laser. Di conseguenza la radiazione riflessa tende ad innescare processi di combustione anziché di sublimazione del materiale stesso (come si verificano invece sul piano focale), poiché quando il materiale è raggiunto dal fascio esso non ha più la concentrazione necessaria per provocare la sublimazione del materiale.

Osservando il funzionamento della testa a scansione si nota come il raggio o fascio laser F sia perpendicolare al piano di lavoro soltanto al centro dell'area di lavoro definita dalla base della piramide a sezione rettangolare indicata con V in Fig.1. Tale fascio, viceversa, si inclina man mano che esso si muove verso la periferia dell'area di lavoro dove colpisce il piano di appoggio e scorrimento del materiale in nastro N con una inclinazione di circa 70°. L'altezza h e la spaziatura d delle stecche od elementi laminari 31 che formano con il loro spigoli o bordi superiori 31A il piano di appoggio e scorrimento PS sono scelte in modo tale da creare tra elementi laminari o stecche 31 adiacenti trappole che dissipano e deviano l'energia in eccesso lontano dal materiale in nastro N.

Ancora allo scopo di ridurre le riflessioni spurie, secondo una vantaggiosa forma di realizzazione gli elementi laminari o stecche 31 possono essere sabbiati o comunque trattati in modo da aumentare la rugosità superficiale e far sì che il fascio incidente sulla superficie tenda a diffondersi anziché a riflettersi.

Secondo vantaggiose forme di realizzazione gli elementi laminari o stecche 31 sono registrabili l'uno indipendentemente dall'altro, ad esempio prevedendo staffe 33 (Fig.6) a cui gli elementi laminari o stecche 31 sono fissati tramite viti che si impegnano in asole 31F (Fig.3) disposte alle estremità dello sviluppo longitudinale L degli elementi laminari 31 medesimi ed estendentisi ortogonalmente al piano PS di appoggio e scorrimento. Questo permette una semplice ricerca e registrazione della planarità degli spigoli o bordi 31A longitudinali degli elementi laminari 31, oltre a permettere una facile sostituzione di singoli elementi laminari 31 che dovessero danneggiarsi od usurarsi. La singola stecca od elemento laminare 31 usurato o rotto può essere sostituito con un elemento nuovo che avrà un'altezza h normalmente superiore anche se di poco rispetto agli elementi adiacenti, già parzialmente usurati. Le asole 31F permettono di registrare in modo corretto la posizione in quota dello spigolo 31A della nuova stecca od elemento laminare 31.

Secondo alcune forme di realizzazione, poiché in alcuni tipi di materiali i bordi longitudinali NL (Fig.1) del materiale stesso (nel caso di materiali tessili, le cimose) tendono ad uscire dal piano geometrico di appoggio e scorrimento definito dagli od elementi laminari 31, si prevede di disporre su questi elementi laminari 31 opportune lamine a sviluppo sostanzialmente orizzontale per il sostegno dei bordi longitudinali NL del materiale in nastro N stesso. Una di queste lamine di sostegno è visibile in particolare in Fig.5 ed ivi indicata con 35. Preferibilmente le lamine 35 di sostegno presentano una sezione trasversale ad L con un tratto di maggiore lunghezza che si dispone orizzontalmente ed un tratto di minore lunghezza che si dispone verticalmente fra due elementi laminari o stecche 31 adiacenti. Le lamine di sostegno 35 possono essere fissate con le proprie estremità 35A tramite viti e asole o fori su una superficie trasversale piana di appoggio 37 prevista a monte ed a valle della zona di lavoro.

Al di sotto del sistema di appoggio e scorrimento definito dalle stecche od elementi laminari 31 è vantaggiosamente prevista una vasca 32 di raccolta degli sfridi di lavorazione. La profondità della vasca 32 (vedasi Fig.2) è vantaggiosamente tale da evitare che il fascio laser che può penetrare oltre gli elementi laminari o stecche 31 possa essere riflesso verso il materiale in lavorazione N.

Secondo alcune vantaggiose forme di realizzazione il piano di lavoro definito dalle superfici 37 e dalle lamine di appoggio 35 delle cimose o dei bordi longitudinali NL del materiale in nastro N è una superficie a sviluppo rettangolare con una dimensione minore nel verso di avanzamento f del materiale stesso ed una dimensione maggiore in direzione trasversale.

Il contenimento della dimensione nella direzione di avanzamento consente una efficiente rimozione dei fumi anche nel caso di macchine aventi una dimensione trasversale elevata, quali ad esempio le macchine utilizzate nei settori dell’arredamento e tappezzeria in cui l’ampiezza del nastro supera i 3 metri, con un sistema che verrà descritto appresso.

La scelta della dimensione longitudinale deriva da una analisi della tipologia delle lavorazioni da effettuare, da cui si evince che mantenendo questa ampiezza inferiore ad un metro non si limita la produttività mentre al contempo si rendono trascurabili gli effetti di attrito sul piano di lavoro e si ottiene il contenimento delle dimensioni di ingombro della macchina.

In alcune forme di realizzazione dell'invenzione, al di sopra del sistema di appoggio e scorrimento 19 per il materiale in nastro N da lavorare, tra il piano di scorrimento PS e la testa di scansione 11 è previsto un sistema di rimozione dei fumi o dei vapori che si generano per effetto dell'interazione tra il fascio laser F ed il materiale in nastro N.

Secondo alcune vantaggiose forme di realizzazione il sistema di rimozione od evacuazione dei fumi genera un flusso di aria in forma di lama, giacente su un piano approssimativamente orizzontale e parallelo al piano PS, come mostrato in particolare in Fig.2, dove il flusso di aria è indicato con A. Il flusso è preferibilmente laminare o sostanzialmente laminare. Secondo alcune forme di realizzazione, il flusso è generato da una pluralità di microfori allineati lungo una barra soffiante 41. Preferibilmente i microfori sono disposti circa su una generatrice della barra soffiante 41 che si sviluppa in direzione trasversale, cioè ortogonalmente al verso di avanzamento f del materiale a nastro N.

In alcuni casi, se il materiale in nastro non viene disturbato dal flusso di aria e se la larghezza della zona di lavoro lo consente, si può ipotizzare un flusso di aria trasversale, cioè ortogonale alla direzione macchina, anziché parallelo alla direzione macchina. Tuttavia, la direzione del flusso di aria parallelo e discorde rispetto al verso di avanzamento del materiale da lavorare consente di ottenere sostanziali vantaggi e benefici in termini di efficienza della rimozione dei fumi e assenza di effetti di sbandamento sul materiale in trattamento a causa della sollecitazione imposta dal flusso di aria. Un verso del flusso di aria opposta al verso di avanzamento è preferibile rispetto ad un verso del flusso concorde al verso di avanzamento del materiale, poiché comporta un aumento della velocità relativa tra fumi e materiale ed inoltre favorisce la distensione del materiale stesso sul piano di lavoro.

Nell’esempio di realizzazione illustrato nel disegno i fori o microfori sono realizzati sulla parte della barra soffiante 41 rivolto a monte, cioè dalla parte di provenienza del materiale in nastro N che si muove secondo la freccia F. Di fronte alla barra soffiante 41 è disposta una bocca aspirante 43 a sviluppo sostanzialmente lineare, come visibile in particolare in Fig.5. In questo modo il flusso di aria A è orientato in verso opposto rispetto al verso di avanzamento f del materiale in nastro N.

La bocca aspirante si estende anch'essa trasversalmente rispetto al verso di avanzamento f del materiale in nastro N, e quindi parallelamente alla barra soffiante 41. La bocca aspirante 43 è in collegamento di flusso con una cassa aspirante 45 a sua volta collegata ad un condotto aspirante 47 (Fig.1) collegato ad un sistema di smaltimento e filtrazione, di per sé noto e non mostrato.

In questo modo durante la lavorazione viene generato un flusso di aria di forma laminare che si muove secondo la freccia fA (Fig.2) parallelamente ed in stretta adiacenza al piano di scorrimento PS definito dai bordi o spigoli superiori 31A delle stecche od elementi laminari 31, con verso opposto rispetto al verso di avanzamento f del materiale in nastro N. Ciò consente una rimozione efficace dei fumi o vapori generati dalla lavorazione in modo che essi non ostacolino il passaggio del fascio laser alterandone l'effetto sul materiale N.

Il flusso di aria potrebbe essere generato anche da un diverso sistema, ad esempio da una fessura longitudinale realizzata su una barra soffiante, anziché su una serie di microfori. In generale, il sistema di generazione del flusso di aria è comunque tale per cui l'aria che fuoriesce dai microfori od altre aperture crea un effetto di amplificazione volumetrica del flusso e genera una lama d'aria circa parallela alla superficie del materiale in lavorazione. Il flusso di aria può essere regolato agendo sulla portata di aria d'ingresso alla barra soffiante 41.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica dell'invenzione, la quale può variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto alla base dell'invenzione. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno, e non limita l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Una macchina per la lavorazione tramite fascio laser di un materiale in nastro, comprendente: un sistema di avanzamento del materiale da lavorare, un sistema di appoggio e scorrimento del materiale da lavorare, ed almeno una testa a scansione con una sorgente laser posizionata al di sopra del detto sistema di appoggio e scorrimento; in cui detto sistema di appoggio e scorrimento comprende una pluralità di elementi laminari affiancati, ciascuno presentante uno spigolo di appoggio e scorrimento del materiale da lavorare, detti spigoli essendo disposti sostanzialmente complanari per definire un piano di scorrimento del materiale da lavorare.
2. Macchina come da rivendicazione 1, in cui detti elementi laminari sono orientati con i propri spigoli di appoggio circa paralleli alla direzione di avanzamento del materiale da lavorare.
3. Macchina come da rivendicazione 1 o 2, in cui tra elementi laminari affiancati è definita una trappola per il fascio laser.
4. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti elementi laminari presentano ciascuno una porzione principale giacente in un piano circa ortogonale al piano di appoggio definito dagli spigoli di appoggio degli elementi laminari.
5. Macchina come da rivendicazione 4, in cui ciascun elemento laminare presenta una porzione longitudinale piegata, opposta allo spigolo di appoggio.
6. Macchina come da rivendicazione 5, in cui la porzione principale e la porzione longitudinale giacciono su piani formanti un angolo compreso fra 100° e 170° e preferibilmente fra 110° e 130°.
7. Macchina come da una o più delle rivendicazioni 1 a 3, in cui ciascun elemento laminare è formato da una lamiera rettilinea con una sezione trasversale presentante una nervatura piegata di un angolo compreso preferibilmente tra 100° e 170° e più preferibilmente fra 110° e 130°.
8. Macchina come da rivendicazione 5, 6 o 7, in cui detti elementi laminari sono disposti in modo simmetrico rispetto ad un piano di simmetria longitudinale ortogonale al piano di appoggio, così che dette porzioni longitudinali piegate o dette nervature piegate degli elementi laminari posti su un lato del piano di simmetria sono rivolte in verso opposto rispetto a quelle degli elementi laminari sull'altro lato di detto piano.
9. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti elementi laminari sono realizzati in metallo.
10. Macchina come da rivendicazione 9, in cui detti elementi laminari sono realizzati in ottone.
11. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti elementi laminari sono trattati superficialmente per ridurre la riflessione del fascio laser.
12. Macchina come da rivendicazione 11, in cui detti elementi laminari sono sabbiati.
13. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti elementi laminari sono registrabili in altezza per allineare gli spigoli di appoggio.
14. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente una coppia di lamine di sostegno dei bordi longitudinali del materiale da lavorare.
15. Macchina come da rivendicazione 14, in cui dette lamine di sostegno presentano una sezione trasversale ad L, con un'ala sostanzialmente parallela al piano di scorrimento definito dagli spigoli di appoggio di detti elementi laminari.
16. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sistema di avanzamento comprende un primo rullo motorizzato ed un secondo rullo motorizzato posti rispettivamente a monte ed a valle del sistema di appoggio del materiale da lavorare.
17. Macchina come da rivendicazione 16, in cui detto primo rullo motorizzato e detto secondo rullo motorizzato sono azionati da motori indipendenti.
18. Macchina come da rivendicazione 16 o 17, in cui detto rullo motorizzato e detto secondo rullo motorizzato presentano un rivestimento in materiale ad alto coefficiente di attrito, preferibilmente in gomma.
19. Macchina come da rivendicazione 18, in cui detto rivestimento ad alto coefficiente di attrito è applicato su almeno uno di detti primo e secondo rullo motorizzato secondo due linee elicoidali simmetriche rispetto alla mezzeria del rispettivo rullo motorizzato.
20. Macchina come da una o più delle rivendicazioni 16 a 19, in cui detto primo rullo motorizzato e detto secondo rullo motorizzato sono realizzati in materiale metallico a basso peso specifico e con una struttura alveolare di irrigidimento ed alleggerimento.
21. Macchina come da una o più delle rivendicazioni 16 a 20, in cui a monte del primo rullo motorizzato ed a valle del secondo rullo motorizzato lungo il percorso del materiale in nastro sono disposti rispettivi rulli folli di rinvio, disposti in modo tale che il materiale da lavorare sia rinviato attorno a ciascun rullo motorizzato per un angolo pari o superiore a 90° e preferibilmente pari o superiore a 100°
22. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente un gruppo svolgitore o di alimentazione del materiale da lavorare ed un gruppo avvolgitore o di recupero del materiale lavorato.
23. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la superficie di lavoro del fascio laser ha uno sviluppo sostanzialmente rettangolare, con una dimensione maggiore orientata trasversalmente alla direzione di avanzamento del materiale in nastro ed una dimensione minore orientata parallelamente a detta direzione di avanzamento.