RICERCA ITALIANA     

EKLAST - Enhancing the Knowledge of LAser Surface Treatments

Politecnico di Milano

Abstract

Negli ultimi anni l’utilizzo di tecnologie di produzione near net shape sta diventando un must per la riduzione dei costi di produzione e la riconquista di margini di competitività da parte dei paesi occidentali nei confronti dei paesi emergenti. Da questo punto di vista i trattamenti termici mediante laser offrono una grande opportunità: non richiedendo mezzo temprante e consentendo di effettuare trattamenti estremamente localizzati, in linea di principio potrebbero essere integrati all’interno di un sistema di lavorazione (ad esempio un centro di lavoro per asportazione di truciolo) che, una volta terminata la fase di rimozione di materiale, è in grado di eseguire il trattamento termico del componente direttamente a bordo macchina. Questa soluzione consentirebbe di realizzare un componente near net shape, se non addirittura un componente finito, con un unico sistema e con un unico piazzamento, con evidenti benefici tecnici ed economici. Questa possibilità è oggi ancora più vicina rispetto al passato grazie anche alla relativamente recente disponibilità dei diodi laser di potenza che presentano un ottimo accoppiamento energetico con i materiali metallici e che consentono il trasporto in fibra.
Sebbene quindi vi sia un evidente interesse per questo tipo di applicazione, allo stato attuale nessun sistema commerciale (italiano o straniero) monta a bordo macchina un laser per il trattamento termico, nonostante la grande rilevanza che il nostro Paese ha a livello mondiale nell’ambito nella produzione di macchine utensili in generale e di sistemi laser nel particolare. Questo non è tanto dovuto ad una ingegnerizzazione del prodotto “centro di lavoro” ancora da sviluppare, quanto principalmente ad una mancanza di conoscenze di base che rende il trattamento termico a bordo macchina ancora qualcosa di distante e di difficile realizzabilità.
Infatti, è da notare che i trattamenti termici mediante laser sono stati ampiamente studiati in passato (tipicamente negli anni 80), quando le uniche sorgenti utilizzabili erano le sorgenti CO ₂. I problemi tecnici legati alla scarsa efficienza ed ai problemi di controllo della lavorazione sono stati i principali limiti correttamente identificati in quegli anni, che hanno portato però a “bollare” il trattamento termico mediante laser come non percorribile e ad un “accantonamento” di tale lavorazione. Quando, a cavallo degli anni 2000, si sono diffusi i diodi laser, che per loro natura erano particolarmente adatti al trattamento termico, il settore ha sofferto da un lato della “pessima nomea” che ormai si era diffusa tra gli addetti ai lavori, dall’altro di un certo “affaticamento” scientifico: pochi studi sono stati effettuati da allora per approfondire i vantaggi derivanti da questo nuovo tipo di sorgente laser, lasciando ampi spazi di conoscenza che a tutt’oggi non sono stati completamente indagati.
L’obiettivo del progetto è quindi quello di contribuire a colmare tale mancanza di conoscenza e di fare un passo avanti nella modellazione, ottimizzazione e controllo dei trattamenti termici mediante laser, realizzando quindi un significativo avanzamento delle conoscenze nel settore. In prospettiva la speranza è che il progetto possa contribuire a fornire alla fase di ricerca industriale e di ingegnerizzazione gli strumenti e la solida base di conoscenza necessari per mettere a frutto le potenzialità offerte da questa tecnologia.
Sebbene il progetto proposto abbia spiccate caratteristiche di ricerca di base, all’interno del progetto verranno identificati dei componenti tipo che costituiranno dei case studies che serviranno da riferimento durante lo sviluppo del progetto e che costituiranno, a progetto terminato, dei dimostratori fisici dei risultati raggiunti.
Infine, i risultati raggiunti verranno divulgati sia singolarmente dalle unità partecipanti al progetto, sia in una monografia comune contenente i principali risultati scientifici ottenuti. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Edoardo Capello Politecnico di MILANO

Obiettivo del Programma di Ricerca

E’ noto che la necessità di riduzione dei costi di produzione è uno dei principali fattori di competizione nel nuovo scenario internazionale. Uno dei modi in cui può essere perseguita tale riduzione di costi è l’adozione di tecnologie di produzione near net shape, cioè in grado di realizzare il componente con un numero limitato di lavorazioni, con il minimo necessario di “riprese” in macchina e con tempi contenuti.
Grazie alla selettività e alla bassa invasività (che porta, ad esempio, a deformazioni contenute), il trattamento termico mediante laser va proprio in questa direzione. Non appare quindi lontana la possibilità di avere un sistema di lavorazione (ad esempio un centro di lavoro) per la lavorazione di componenti near net shape che preveda la possibilità di eseguire il trattamento termico “a bordo macchina”. In particolare, si può pensare che il sistema di lavorazione, una volta eseguita ad esempio l’asportazione di truciolo, selezioni “l’utensile” laser dal magazzino porta utensili e esegua il trattamento termico finale, consentendo al pezzo di abbandonare il sistema completamente finito.
Questa possibilità è oggi ancora più realistica grazie alle nuove sorgenti laser a diodi che affiancano (e in molte applicazioni di trattamento sostituiscono) i “vecchi” laser CO ₂. I diodi laser sono di piccole dimensioni e consentono il trasporto del fascio in fibra; sono quindi facilmente integrabili in un sistema di lavorazione compatto e relativamente poco costoso. Inoltre, grazie alla lunghezza d’onda nel vicino infrarosso, presentano un accoppiamento con i materiali metallici nettamente superiore, fatto che consente di avere una lavorazione più efficiente e più stabile.
Ad esempio nella Figura (1) è riportato un giunto omocinetico per il settore automotive: l’elemento “a croce” viene collegato ad un albero (generalmente il condotto) mentre il guscio esterno viene collegato al secondo albero (generalmente il conduttore). Sia l’elemento a croce che il guscio esterno presentano delle gole semicircolari nelle quali scorrono delle sfere, consentendo quindi all’assieme sia di trasmettere la coppia, sia di variare l’angolo tra i due alberi collegati.




Figura (1) – A sinistra un esploso di un giunto omocinetico, a destra una prova di tempra localizzata delle piste di scorrimento delle sfere del componente a croce.



Questo componente viene lavorato su macchine utensili dedicate fino alla geometria finale; viene poi temprato ad induzione e infine viene ripreso di rettifica per riportare il pezzo in tolleranza a seguito delle distorsioni indotte dal ciclo termico. Il possibile ciclo di produzione alternativo, più near net shape, potrebbe prevedere l’esecuzione della tempra laser direttamente sul sistema di asportazione di truciolo, subito a valle dell’ottenimento della geometria finale. Grazie alla possibilità di temprare zone limitate si potrebbero indurire solo le zone di contatto delle sfere e non tutto il pezzo, ottenendo quindi un componente che, grazie alle ridotte distorsioni termiche, è in tolleranza e pronto ad essere assemblato senza richiedere la rettifica.
I componenti che presentano problematiche analoghe sono molti: ruote dentate, elementi di macchine, camme, guide di scorrimento, otturatori, battute, ecc., e interessano i settori più diversi: automotive, elettrodomestici, pneumatica, oleodinamica, stampaggio, ecc.
Sebbene quindi lo scenario near net shape nel trattamento termico appaia di grande interesse per il mondo industriale, per il suo raggiungimento pieno mancano ancora alcuni elementi di conoscenza e di sviluppo della tecnologia dei trattamenti superficiali mediante laser. Inoltre, negli ultimi anni sono nati dei rivestimenti innovativi, per i quali il trattamento laser potrebbe essere applicato con successo. Data la novità di tali rivestimenti, questa possibilità non è stata ancora indagata.
L’obiettivo del progetto è quindi quello di contribuire a colmare la mancanza di conoscenza che si osserva nel settore dei trattamenti termici mediante laser, allargando e migliorando la base modellistica della lavorazione, giungendo a contribuire all’ottimizzazione e al controllo della lavorazione stessa, sia su materiali tradizionali che su rivestimento innovativi. In sostanza, quindi, si giungerà a fornire un framework di riferimento scientifico per la successiva fase di sviluppo e ingegnerizzazione di un sistema di lavorazione dotato di un “utensile laser” per il trattamento superficiale.
In particolare, gli obiettivi possono essere divisi nelle quattro linee di ricerca (o Fasi) che vengono di seguito brevemente descritte (maggiori dettagli sono riportati oltre):


Mancanza di conoscenza di base: l’obiettivo principale di questa linea di ricerca è la identificazione di una serie di modelli che consentano una scelta consapevole dei parametri e delle condizioni di processo, nonché del materiale da trattare. Il raggiungimento di questo obiettivo consentirà di evitare o limitare fortemente le attività sperimentali di tipo trial and error per la selezione dei parametri di processo.
Ottimizzazione del trattamento termico: obiettivo di questa linea è ridurre al minimo il tempo di trattamento, sotto il vincolo che le specifiche di trattamento vengano rispettate (profondità di tempra, microstruttura, deformazione del componente, ecc.). In particolare, l’espressioni dei vincoli in funzione dei parametri di processo verranno ricavate dalla Fase precedente.
Controllo multivariabile del trattamento termico: l’obiettivo di questa linea è giungere al controllo in anello chiuso del trattamento mediante diodo, regolando più variabili contemporaneamente. Infatti, una volta definite le condizioni ottimali nella Fase precedente nasce un problema di mantenimento di tali condizioni nello spazio (all’interno dello stesso pezzo) e nel tempo (tra un pezzo e l’altro).
Trattamento di riporti innovativi: l’obiettivo di questa fase è la messa a punto e ottimizzazione del trattamento termico mediante laser di un riporto ibrido ceramico-metallico innovativo applicato mediante “spruzzatura a freddo”.


Il raggiungimento di questi obiettivi consente di fornire una solida base di conoscenza per poter pensare, in prospettiva, ad una tecnologia laser largamente diffusa sui sistemi di produzione più innovativi per l’esecuzione di un trattamento a bordo.


Verificabilità degli obiettivi preposti
La verificabilità degli obiettivi preposti potrà essere effettuata sia in corso d’opera (a progetto in corso) sia ex post (a progetto concluso).
La verifica in corso d’opera del successo degli obiettivi preposti potrà avvenire attraverso:
- la partecipazione da parte di persone nominate dal MIUR alle riunioni minimo biennali tra tutte le unità coinvolte nel progetto
- l’avvenuta pubblicazione, dopo il primo anno di progetto, dei primi risultati del progetto stesso
- l’avvenuta identificazione dei case studies
La verifica ex post degli obiettivi del progetto potrà avvenire attraverso:
- l’avvenuta pubblicazione dei risultati della ricerca
- l’avvenuta pubblicazione del libro contenente i risultati del progetto
- l’efficace trattamento dei case studies identificati


Benefici attesi
I benefici attesi dallo svolgimento del progetto sono i seguenti:
- possibilità di pubblicare ad alto livello i risultati del progetto stesso
- maggiore rilevanza dell’Italia a livello scientifico internazionale nel settore di riferimento
- possibilità, per le unità coinvolte, di sviluppare attività congiunta di ricerca industriale con aziende del settore laser (produttori di sistemi laser o utenti finali), con un significativo effetto “leva” del finanziamento MIUR (la ricerca industriale verrebbe finanziata dalle aziende coinvolte), nonché di sviluppare una maggiore integrazione tra mondo accademico e mondo industriale italiano. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Come noto, i trattamenti termici mediante laser sono stati indagati in maniera estensiva e intensiva in passato. In particolare, il periodo compreso tra la fine degli anni 70 fino ai primi anni 90 ha visto numerosi articoli scientifici comparire sulle più importanti riviste scientifiche internazionali. Tali articoli hanno posto le basi teoriche e scientifiche di questa lavorazione: sono stati analizzati gli aspetti metallurgici della lavorazione e sono stati sviluppati diversi modelli di previsione del campo termico, della microstruttura, e così via [1-19].
Si è quindi giunti a comprendere che il rapido riscaldamento dello strato superficiale consente di generare un gradiente termico spaziale così elevato tra lo strato superficiale e il materiale sottostante che non è necessario adottare un mezzo temprante. Il trattamento può quindi essere estremamente localizzato (solo la zona esposta al fascio subisce la trasformazione microstrutturale) e può avvenire con il fascio fermo rispetto al pezzo se l’area da trattare è limitata. Per superfici di maggiore estensione la soluzione adottabile è movimentare opportunamente il fascio rispetto al pezzo, generando quindi una “traccia” di trattamento. Per superfici ancora più ampie si è visto che è possibile effettuare più tracce affiancate (cfr. Figura (2)).




Figura (2) – Modalità di esecuzione del trattamento termico in funzione dell’estensione della superficie da trattare: senza moto relativo (a sinistra), singola traccia (al centro) e multi-traccia (a destra).



In questi anni si è poi arrivati a comprendere che i trattamenti termici mediante laser possono avvenire con o senza fusione superficiale. In generale è preferibile eseguire un trattamento senza fusione, consentendo quindi al pezzo di mantenere la geometria originale ed evitando di imporre una successiva lavorazione di rigenerazione della superficie. La fusione si rende però necessaria nel caso di trattamento di materiali fortemente disomogenei, come nel caso di alcune ghise sferoidali, in quanto la rapidità del trattamento allo stato solido non consente una sufficiente omogeneizzazione della struttura [20-25].
Lo spessore dello strato temprato difficilmente supera i 2 mm, fatto questo che però si sposa bene con le ridotte deformazioni termiche che subisce il componente (il sovrametallo da asportare nella successiva rettifica – se necessaria – è limitato). Inoltre, la durezza dello strato temprato è generalmente superiore rispetto ad altre tecnologie di trattamento superficiale e varia indicativamente da 55 a 65 HRc a seconda del materiale trattato [26-33].
E’ però da notare che tutti i risultati delle ricerche effettuate in quel periodo sono stati ricavati utilizzando sorgenti CO ₂, che erano praticamente le uniche sorgenti in continuo di elevata potenza disponibili allora. L’utilizzo di tali sorgenti per il trattamento termico ha però di fatto contribuito a decretare l’insuccesso dei trattamenti termici mediante laser che si è registrato in quegli anni.
Infatti, la radiazione delle sorgenti CO ₂ è nel medio infrarosso, lunghezza d’onda alla quale la riflettività dei materiali metallici è superiore al 90% (e quindi l’assorbimento è minore del 10%). Questo non solo pone un problema di efficienza globale alla lavorazione, ma soprattutto crea un problema di controllo della lavorazione stessa. Infatti, valori di assorbimento così limitati si osservano solo allo stato solido, quando il metallo diventa liquido l’assorbimento sale a quasi il 100% (cfr. Figura (3)).




Figura (3) - Andamento dell'assorbimento in funzione della temperatura del materiale e del tipo di laser.



Questo gradino di assorbimento rende i trattamenti mediante sorgenti laser CO ₂ estremamente instabili: basta una lieve variazione di assorbimento in un punto della superficie da trattare (dovuta, ad esempio, ad una naturale variazione della finitura superficiale o alla presenza di una bava di lavorazione o, ancora, alla presenza di residui di olio lubrorefrigerante della lavorazione precedente) che la superficie giunge localmente a fusione. A causa dell’aumento di assorbimento legato alla presenza di metallo liquido (cfr. Figura (3)) un grande quantità di energia viene assorbita dal materiale, favorendo un’ulteriore estensione della pozza fusa. In breve tempo si genera una fusione diffusa, incontrollata e piuttosto violenta, che porta ad un danno geometrico il più delle volte irrimediabile.
Le soluzioni proposte per ovviare al problema sono state tante, la più sensata è la deposizione di un aerosol di grafite colloidale sulla superficie da trattare. E’ stato scoperto che strati dell’ordine dei 10-20 micron sono da considerare ottimali, con un incremento dell’assorbimento che può arrivare all’80%. Sebbene percorribile, questa soluzione complica notevolmente il ciclo tecnologico (lo strato deve essere deposto, la componente volatile della componente colloidale deve avere il tempo di evaporare e l’eccesso di materiale deposto deve essere rimosso dopo il trattamento) e, in più, compromette drasticamente l’economicità della lavorazione [34].
Di fatto i problemi dell’assorbimento troppo basso e dell’eccessiva differenza tra l’assorbimento allo stato solido e allo stato liquido sono apparsi fin da subito come i principali ostacoli ad una diffusa applicazione industriale. Solo poche esperienze (e in molti casi classificabili come fallimentari) di applicazione industriale del trattamento laser sono riportate nella letteratura tecnica (indicativamente una ventina, numero decisamente risibile in confronto alle potenziali applicazioni) [35-46].
All’inizio degli anni 90 tra gli addetti ai lavori si diffonde quindi l’idea che il trattamento termico mediante laser sia una tecnologia dalla delicata messa a punto e dall’estrema instabilità: in sostanza, una tecnologia non utilizzabile nel mondo industriale. Viene quindi di fatto abbandonata dal punto di vista industriale e gli sforzi scientifici sull’argomento si diradano sensibilmente, nonostante molti aspetti chiave siano ancora tutt’altro che compresi e risolti.
Alla fine degli anni 90 il panorama delle sorgenti industriali si arricchisce con la comparsa delle nuove sorgenti laser a diodi di elevata potenza (unitamente alle sorgenti Nd:YAG in continuo, ma che si sono rivelate fin da subito piuttosto costose, indicativamente 80 keuro/kwatt). I diodi laser hanno caratteristiche tali da poter essere adottati con vantaggio per il trattamento termico mediante laser: sono sorgenti di piccole dimensioni (poco più grandi di una scatola da scarpe) e che quindi possono essere facilmente movimentate tramite robot per seguire un profilo tridimensionale, la lunghezza d’onda è nel vicino infrarosso (da 808 nm a 940 nm) e può quindi essere trasmessa in fibra, lo spot è rettangolare che è la geometria ideale per il trattamento, l’efficienza elettrica complessiva è circa il 40% contro il 10% delle sorgenti CO ₂ e, infine, il loro costo è limitato (indicativamente 40 keuro/kwatt).
Ma l’elemento che è realmente in grado di fare la differenza rispetto alle "vecchie" sorgenti CO ₂ è che alla lunghezza d’onda generata da queste sorgenti l’assorbimento del fascio è decisamente più elevato e per le leghe ferro-carbonio può raggiungere il 50%. Questo significa aver risolto in larga misura il problema dell’instabilità del processo, ottenendo inoltre un sensibile aumento di efficienza della lavorazione.
Avendo eliminato il problema principale che limitava l’applicabilità industriale della lavorazione si aprono nuovi orizzonti per il trattamento termico mediante laser. A questo punto però accade un fatto curioso: da un lato il mondo industriale sembra non recepire a fondo la novità e rimane ancorato alla vecchia concezione che “il trattamento laser non funziona”, dall’altro lato il mondo scientifico sembra soffrire di un certo “affaticamento”: gli argomenti abbandonati dieci anni prima vengono ripresi solo in parte e non completamente sviscerati, probabilmente perchè erroneamente considerati datati e “vecchi”. Solo nell’ultimo anno si è notato un “risveglio” dell’interesse sia scientifico (con la pubblicazione di diversi articoli), sia industriale (con la messa a punto di alcuni prototipi di sistemi flessibili per il trattamento laser). Questo nonostante, come già accennato, alcuni punti relativi alla ricerca di base, tralasciati nella prima fase delle ricerche scientifiche, siano oggi dei punti ancora oscuri.
In particolare si possono identificare quattro aree in cui le conoscenze relativamente ai trattamenti termici necessitano di un miglioramento (che si rifletteranno poi nelle quattro linee di ricerca del progetto):


Mancanza di conoscenza di base: sicuramente il trattamento termico mediante laser è una lavorazione “delicata” da mettere a punto. Questo perché sono molti gli aspetti che influenzano la funzionalità dello strato trattato e, di conseguenza, sono molti gli aspetti che si devono considerare come parte integrante del risultato della lavorazione: profilo di durezza, microstruttura e sua omogeneità, profondità di trattamento, dimensioni della zona trattata, deformazione del componente, ecc..
Per una corretta selezione dei parametri di processo sarebbe necessario avere dei modelli previsivi che consentano di correlare i parametri e le condizioni di processo al particolare aspetto del risultato considerato. Solo alcuni aspetti sono però stati indagati nella letteratura e solo alcuni modelli previsivi sono stati identificati. Alcuni aspetti del risultato della lavorazione non sono a tutt’oggi sufficientemente noti, e la scelta dei parametri viene fatta sulla base di onerose prove sperimentali.
Ad esempio, nel caso di trattamento multipassata (Figura (2) a destra) il materiale temprato dalla prima passata subisce, per una zona limitata, un rinvenimento ad opera della seconda passata (cfr. Figura (4)).




Figura (4) – Rinvenimento del materiale tra tre passate affiancate (sezione micrografica in alto) nel caso di trattamento multitraccia. Si noti la microstruttura rinvenuta (più chiara) tra le tracce temprate (più scure) e la relativa riduzione di durezza nella zona di sovrapposizione (grafico in basso).



Tale rinvenimento, che influenza le proprietà tribologiche della superficie trattata, dipende, oltre che dalla composizione chimica del materiale, dai parametri di processo adottati nel trattamento [47]. Ad oggi, quindi, non è possibile selezionare i parametri di processo o il materiale stesso in maniera tale da ridurre il più possibile il problema del rinvenimento tra più passate.
O ancora, durante il trattamento componenti particolarmente “snelli” subiscono una deformazione termica che può essere anche significativa (cfr. Figura (5)). Tale deformazione è funzione principalmente dei parametri di processo e del sistema di vincolo adottato durante il trattamento, ma allo stato attuale non esistono modelli operativi che consentano di scegliere le condizioni di trattamento per minimizzare la deformazione termica.




Figura (5) – Deformazione termica: in primo piano una guida lineare prima del trattamento, in secondo piano due guide trattate con parametri diversi: una rientra nella specifica geometrica (quella intermedia), l’altra no (estrema destra).



I casi qui sopra presentati sono solo due tra i tanti aspetti relativi al trattamento termico mediante laser che ancora richiedono di essere analizzati, compresi e modellati in maniera ottimale in modo da poter selezionare i parametri di processo non attraverso un approccio trial and error empirico ma basandosi su una solida base di conoscenza della lavorazione.


Ottimizzazione del trattamento termico: è noto che il trattamento termico mediante laser è una lavorazione relativamente lenta, soprattutto se considerata in un’ottica di integrazione a bordo si un sistema di lavorazione costoso. Poco è però stato fatto in letteratura per cercare di comprendere come si può ottimizzare la lavorazione stessa, considerando gli aspetti relativi al risultato come dei vincoli.
L’ottimizzazione del trattamento termico può essere ottenuta sia attraverso una opportuna scelta delle condizioni di trattamento, sia attraverso la selezione ottimale dei parametri di processo.
La selezione delle condizioni di processo ottimali potrebbe riguardare, ad esempio, la selezione ottimale della geometria dello spot. Infatti, non è detto che la geometria “rettangolare” del diodo sia quella ottimale: si può pensare a geometrie a triangolo con un vertice rivolto verso la parte posteriore del fascio. O ancora, si potrebbe ottimizzare la distribuzione di potenza all’interno dello spot, allontanandosi quindi dalla distribuzione omogenea. Infine, si potrebbe far oscillare trasversalmente in una o più direzioni il fascio laser generato dal diodo attraverso l’adozione di uno o più specchi montati su galvanometri. In questo modo si può arrivare a generare uno spot apparente con le desiderate dimensioni e densità di potenza semplicemente regolando la legge di moto dei galvanometri (questa soluzione è stata recentemente adottata con successo per un fascio Nd:YAG, ma il costo di tali sorgenti è, come già accennato, di gran lunga superiore ai diodi laser).
L’ottimizzazione dei parametri di processo è invece relativamente più semplice: una volta che siano noti i modelli della lavorazione (descritti al punto precedente) è possibile utilizzare delle tecniche di ottimizzazione per ridurre al minimo il tempo di lavorazione nel rispetto dei vincoli (descritti dai modelli identificati al punto precedente).


Controllo del trattamento termico: è preferibile che il trattamento mediante laser venga dotato di un controllo in anello chiuso, sia per la applicazioni con fusione che, soprattutto, in quelle senza fusione (che sono quelle in cui il diodo laser dà le massime potenzialità). Infatti, il controllo consente una maggiore omogeneità della qualità del trattamento, spingendo quindi la lavorazione nella direzione della applicabilità industriale.
Sebbene esistano in letteratura alcuni lavori riguardanti il controllo [48-51], la strategia di controllo ottimale del trattamento mediante diodi non è ancora stata definita. I sistemi di controllo più semplici hanno riguardato la misura della temperatura superficiale e la conseguente regolazione della potenza del laser per mantenere tale temperatura costante [52-54]. Solo recentemente la tecnica del controllo è stata studiata e applicata ai diodi laser [55-56]. Con queste tecniche, basate sulla regolazione di un solo parametro di processo, è possibile rendere il sistema immune da variazioni di assorbimento superficiale o di potenza emessa dal laser. Se si vuole che il sistema diventi immune anche da variazioni geometriche (ad esempio presenza di fori sub-superficiali, spigoli iniziali e finali o simili) bisogna implementare strategie di controllo più sofisticate che regolino più parametri di processo contemporaneamente (controllo multivariabile).


Trattamento di riporti innovativi: negli ultimi anni sono nati diversi materiali e tecnologie di rivestimento che consentono di ottenere superfici funzionali con elevate prestazioni. Anche in questo caso il trattamento termico laser potrebbe consentire un ulteriore miglioramento delle tecniche di produzione e delle prestazioni funzionali, ma a tutt’oggi poco è stato fatto in letteratura in questa direzione. In particolare, i rivestimenti che appaiono più promettenti, e che verranno indagati nel progetto, sono quelli ibridi ceramico-metallici applicati mediante “spruzzatura a freddo”. Verrà quindi analizzata la possibilità di applicare il trattamento termico più opportuno a questo tipo di materiali. <<<