Il taglio laser tra tecnologia e arte

Con una precisione pressoché assoluta, il laser consente tagli di qualsiasi forma, anche sottilissimi, infinitesimali, senza che si verifichino schiacciamenti dei bordi. Perciò gli effetti migliori si ottengono quando si tratta di refilare geometrie complesse: le lavorazioni risultano definite, i tagli impeccabili. La vera novità in questo settore è la tecnica di micro foratura, che presenta un dettaglio di disegno impeccabile, affascinanti sfumature cromatiche e una stupefacente trasparenza.

Di Lorenzo Capitani | Su PRINT 76

Nata da un’idea teorizzata da Einstein fin dal 1916, l’invenzione del laser è attribuita a Ted Maiman, fisico californiano che, il 16 maggio 1960, dopo una lunga passeggiata su una spiaggia deserta di Malibu accese il primo laser artigianale. Poiché nessuno in quegli anni conosce Maiman dovrà trascorrere un bel po’ di tempo perché la maggior parte dei fisici accetti la scoperta. Il fatto di non essere uno scienziato convenzionale lo esclude per giunta dal premio Nobel. Nonostante tutto da quel giorno il laser entra nelle nostre vite, diventando presto uno strumento tanto diffuso quanto indispensabile, emblema non solo della scienza, ma anche della fantascienza, tanto che già nel 1964, all’epoca della sua stesura, nell’episodio pilota di Star Trek ‘The Cage’ viene usato per la prima volta un fucile laser. Ben prima della spada laser dei Jedi di Lucas.

Il laser deve la sua grande diffusione per prima cosa al fatto che si tratta di una tecnologia tutto sommato economica e, soprattutto, di facile applicazione in ambiti anche molto diversi tra loro che vanno dalla medicina alla cosmesi, dalle stampanti alla lettura dei barcode, dai lettori di dvd agli strumenti di misura, fino agli usi ludici, militari o industriali per i settori più vari, arti grafiche comprese.

UN GAS, DUE SPECCHI E… ENERGIA!
Per noi nel XXI secolo è quasi scontata la sua esistenza anche nei comuni elettrodomestici di casa, ma qual è il suo funzionamento? Caratteristica principale del laser è quella di produrre un fascio di luce perfettamente costante, molto intenso ed estremamente concentrato. In altre parole, a differenza di una lampadina che irradia luce ovunque intorno a sé disperdendo la sua intensità luminosa, il laser focalizza in un punto molto piccolo la luce come una potente lente. Senza scendere in inutili tecnicismi, il laser si configura come un apparato costituito da un gas, che funge da mezzo, una pompa di energia e due specchi, uno dei quali parzialmente trasparente. La pompa fornisce in modo intermittente energia alle particelle di gas che, eccitate, iniziano a rilasciare fotoni. Questi, liberi di muoversi, iniziano a colpire a loro volta altre particelle di gas innescando una reazione a catena. Gli specchi, riflettendo i fotoni più e più volte, accelerano e intensificano questa reazione finché non si forma un raggio di qualche decimo di millimetro, particolarmente concentrato, che viene emesso attraverso lo specchio semi-trasparente. Da qui la capacità del laser di illuminare, tagliare, forare, vaporizzare, ablare, marcare… insomma modificare un materiale in svariati modi senza quasi creare scarti, in quanto il materiale viene sublimato trasformandosi in gas e con una pulizia di taglio pressoché perfetta.

UN’ALTERNATIVA AL TAGLIO
Utilizzare il laser per tagliare carta e cartone è una scelta assolutamente ovvia in alternativa alla tradizionale taglierina lineare o alla fustellatura, soprattutto per la possibilità di eseguire tagli di qualsiasi forma, anche finissimi con una precisione assoluta. Eppure questo tipo di tecnologia è usata nelle arti grafiche soprattutto per lavorazioni di nicchia, spesso di cartotecnica, o nel caso in cui al taglio si richieda una performance particolare quando non artistica. Il motivo risiede soprattutto nell’abitudine all’uso e nella facilità di accesso, anche economica, al taglio lineare o alla fustellatura per le lavorazioni più frequenti. Sicuramente il laser è un’ottima alternativa alla fustella meccanica. Carmelo De Marco, tecnico commerciale di Gravotech Italia, puntualizza: «Il primo vantaggio offerto dal laser è che non è necessario produrre uno stampo, il secondo che può essere impiegato su tutti i materiali o quasi, compreso il plexiglass che non è fustellabile». È ideale quindi per le piccole tirature, certamente vantaggioso almeno perché non c’è nessun costo per la fustella, nessun ammortamento del costo fustella, spalmato sul numero di copie, pochissimi scarti e nessun tempo di avviamento. «Il costo fondamentale da tenere in considerazione è quello del consumo della sorgente, quantificabile in circa 1 euro/ora. A questo vanno aggiunti ovviamente quelli per il tempo di esecuzione, con la necessità di avere un addetto che si occupi di monitorare costantemente la situazione, e il tempo di creazione del file, sia che se ne occupi direttamente il cliente, sia che questa fase venga richiesta al fornitore.» Va ricordato però che non ha senso ricorrere al laser per spartire i fogli, o per refilare uno stampato, o ancora per finestrare una busta o fustellare una cartelletta o un astuccio, considerando anche che è una tecnologia molto più lenta della fustella tradizionale. In altre parole il laser non è sempre la digitalizzazione del processo analogico di fustellatura della carta, tanto che per chi produce macchine di laser cutting carta e cartone sono solo un materiale come un altro.

FARE ARTE CON IL LASER
Il laser inoltre, è a tutti gli effetti una macchina a controllo numerico pilotata da un computer: per questo dà il meglio di sé, al contrario di taglierine e fustellatrici, quando è necessario refilare geometrie complesse con la massima precisione anche su carta patinata. A seconda delle lenti utilizzate il laser permette quindi di tagliare praticamente qualsiasi forma di qualsiasi dimensione, senza bruciature. Un esempio di quello che è possibile fare con il laser anche a livello industriale è il libro “Il piccolo teatro di Rebecca” di Rebecca Dautremer, realizzato da Rizzoli: gran parte delle 192 pagine è stata intagliata facendo in modo che lo specchio centrale del foglio fosse vuoto per far sì che i bordi, che formano una sorta di cornice, potessero essere intagliati a loro volta per ricavarne svariate forme. Poiché lo spazio centrale delle pagine è bucato, è possibile vedere anche gli elementi ritagliati delle pagine sottostanti, dando un effetto 3D: in questo modo il lettore ha davvero l'impressione di trovarsi davanti a un palcoscenico e di assistere a una sorta di teatro nel quale si avvicendano personaggi e cambi di scenografia. Solo il laser ha permesso di tagliare elementi di svariate dimensioni che possono essere grandi e complessi, ma anche estremamente piccoli. Ci sono anche “L'erbario delle fate” di Benjamin Lacombe, sempre di Rizzoli, che combina il taglio laser con la carta GSK per creare effetti di trasparenza, o “Cappuccetto Rosso” di Sybille Schenker edito da Minedition. In questo caso l’uso del laser cutting è minore, ma rende perfettamente le fronde degli alberi del bosco, le venature delle foglie o ancora il lupo che ha divorato Cappuccetto Rosso. Esiste un gran numero di artisti che con il laser e la carta realizzano vere e proprie opere d’arte come Eric Standley, che crea vetrate sovrapponendo strati di carta colorata incisa al laser (http://www.eric-standley.com), Ingrid Siliaku, che costruisce ardite architetture di carta (https://ingrid-siliakus.exto.org), l’italiana Francesca Gabbiani o Su Blackwell che realizza vere e proprie sculture intagliando libri.

INFINITE POSSIBILITÀ PER CREARE
Ma al di là dell’arte, cosa è possibile fare con il taglio laser? La tecnologia laser non può essere associata al solo taglio, ma si possono effettuare una serie di operazioni come il mezzo taglio, la cordonatura, la microforatura, il bassorilievo, la dentellatura, fino all’ablatura per sottrazione che consente di realizzare vere e proprie sculture: tutte lavorazioni queste che possono essere eseguite disgiunte o congiunte tra loro a seconda delle esigenze creative e tecniche. Un esempio è la rivisitazione creativa de “Lo scudo con testa di Medusa” del Caravaggio presentata a Luxe Pack da SD Laser. La complessità che caratterizza il dipinto viene resa con la lavorazione della carta. La capigliatura di serpi di Medusa è realizzata con la tecnica del taglio nella prima anta e la tecnica della marcatura nella seconda, mentre la microforatura rende tutto il sestino simile a un tessuto. Solo per limitarci a carta o cartone, si possono realizzare biglietti d'invito o d’auguri, copertine di libri, packaging di qualsiasi tipo, partecipazioni, biglietti da visita, confezioni regalo, decorazioni da tavolo, volantini, brochure, pieghevoli a due o tre ante, inviti tridimensionali come pop up, teatrini e kirigami… realizzati anche in tirature importanti. Basta un giro in cartoleria per rendersene conto. Con questa tecnologia si può lavorare su un foglio bianco steso di piccole o grandi dimensioni, ma anche in post produzione su fogli stampati tagliati perfettamente a registro con la stampa, si possono personalizzare piccole tirature o agire anche su stampati finiti come ad esempio una scatola già incollata, un libro rilegato, un astuccio che contiene il prodotto, applicando testi, immagini, illustrazioni e decorazioni, ma anche grafismi tecnici come codici a barre, data matrix o QR code. Il materiale non deve essere obbligatoriamente fissato su un piano d’appoggio e si può lavorare anche fuori squadra: una telecamera rileva i punti di posizione e registro stampati sul materiale da lavorare, dando al raggio la posizione. Oggi ci sono anche delle tecnologie che permettono di rilevare le deformazioni del soggetto e seguirne i contorni in fase di lavorazione. Se per esempio la stampa è deformata a causa di una nobilitazione termica, la telecamera individua le anomalie e “pilota il laser” evitando tagli fuori registro. «Le lavorazioni più frequenti — ci racconta Carola Garrone, responsabile marketing di Gravotech Italia — sono la marcatura, l’incisione e il taglio di acrilici (plex, bilaminati plastici), di materiali organici (pelle, stoffa, cuoio, legno, carta, vetro), di metalli trattati (anodizzati, verniciati) e con Thermark anche di metalli grezzi (acciaio, ottone e alluminio).» Bisogna però stare attenti alle bruciature. Come si fa a evitarle? Durante il taglio, sotto l’azione del raggio, la carta vaporizza in un processo di sublimazione: la carta in altre parole viene consumata e passa allo stato gassoso molto velocemente. È proprio il fumo, che allontana il calore dalla carta, insieme a un flusso d'aria ausiliario e all'aspirazione del piano che evitano questo sgradevole effetto collaterale. Il tutto con la massima precisione e limitando l’impatto ambientale. Un esempio forse estremo, ma sicuramente d’effetto, in cui le bruciature non sono assolutamente tollerate è l’incisione del taglio in controdorso di un libro rilegato direttamente sulle pagine.

COSA SI PUÒ FARE… E COSA NO
Attenzione però, osare va bene, ma ci sono comunque limiti di cui tenere conto già in fase di progettazione. Bucare le scritte, anche piccole, per lasciar trasparire il sotto è interessante, ma le lettere non possono essere trattate come in stampa: ad esempio agli occhielli devono essere applicati, dove serve, dei punti di tenuta per evitare che alcune parti si stacchino. Inoltre, il taglio laser può essere più lento rispetto alle platine o a fustellatori rotativi su produzioni con numeri elevati di pezzi. Inoltre, non tutti i laser sono adatti a tutti i materiali: le tre tecnologie attualmente disponibili (CO2, fibra, galvanometrico) non sono intercambiabili. «La fibra è adatta all’incisione su metalli,» spiega ancora De Marco, «il CO2 sui materiali organici, per cui plastiche, gomma timbro, cartoncini eccetera. La tecnologia ibrida che noi proponiamo consente la marcatura su plastica (con alcuni accorgimenti anche su PVC, che in linea generale non è laserabile) e quella che chiamiamo Green, in quanto il raggio generato è di colore verde, è usata su leghe di plastica, policarbonato, circuiti stampati. Queste ultime due sono tecnologie molto più rapide rispetto alla fibra e al CO2 (circa 10 volte più rapide!) e per questo possono essere inserite in linea nei vari processi industriali. Anche se la velocità di lavoro è dipendente dal tipo di macchina, non dal tipo di sorgente: se montata su testa galvanometrica è molto più veloce mentre se viene montata su sistema plotter le velocità si riducono.» Quindi, se abbiamo laser per lavorazioni solo su materiali organici, altri su materiali non organici, le tecnologie “miste” fanno in modo che con un solo laser si ampli la gamma utilizzabile di substrati chimicamente differenti tra loro, al netto comunque di accoppiamenti che possono abbinare carta, cartoncino, plastica, vernici, metalli, legni. Il taglio laser garantisce una precisione molto elevata nelle finiture e non necessita di ulteriori lavorazioni di pulitura e lucidatura del bordo di taglio. «Poi ovviamente molto dipende — precisa De Marco — anche dalla forma dell’oggetto da lavorare e dalle sue dimensioni rispetto alla macchina usata: si tratta infatti per lo più di macchine che lavorano in 2D.» Al di là del taglio che può essere fatto su materie plastiche, acrilici, legni, multistrati, tessuti, pelle e naturalmente carta, il laser consente anche l’incisione e la marcatura con profondità diverse, «anche in virtù della diversa potenza del laser utilizzato» specifica De Marco. In questo caso i materiali utilizzabili spaziano dalla carta stessa, con effetti di cesello millimetrici, al legno, dal metallo al plexiglass, dal cuoio ai fogli di pietra, alle plastiche e ai supporti acrilici. A differenza del taglio, il processo di marcatura non segue le tracce di un disegno vettoriale, ma di un’immagine raster. In questo caso il software di gestione della macchina determina soglie di grigio alle quali assegna diversi valori di potenza di incisione e tramite il rilascio di energia localizzata si altera la superficie in modo permanente. I limiti sui materiali non sono legati alla tecnologia, ma alle sostanze in essi contenuti o che possono liberarsi durante la lavorazione: è il caso di pelle e pelle artificiale con cromo, fibre di carbonio, PVC, PVB, PTFE e Teflon, ossido di berillio, materiali contenenti alogeni (fluoro, cloro, bromo, iodio e astato) e resine epossidiche. In caso di dubbi è il caso di procedere sicuramente con dei test. La vera novità in campo laser è la tecnica di microforatura che presenta un dettaglio di disegno impeccabile, bellissime sfumature cromatiche e una stupefacente trasparenza. La lavorazione laser lascia passare la luce attraverso il materiale conferendo al campione laserato una sorta di trama trasparente molto simile a quella di un tessuto o di una tela.

Come si preparano i file?
Le macchine laser sono in grado di elaborare sia file raster che vettoriali, anche se questi ultimi sono richiesti per le sole lavorazioni di taglio. Nel caso di laserizzazioni particolarmente complesse in cui coesistono più tecniche si procede con un file misto ponendo su livelli differenti le diverse lavorazioni o intensità di taglio, come il taglio passante o mezzo taglio, riservando la parte rasterizzata per la marcatura. Usando un colore piatto per livello si indicherà al fornitore il tracciato senza incorrere in errori. Qualora si vogliano ottenere ulteriori lavorazioni, ad esempio incisioni più o meno profonde (con diversa potenza) o marcature più o meno intense, si possono impostare ulteriori layer con colori diversi. Parlando di formati e di software sono normalmente supportati sia Illustrator che Autocad e SolidWorks, pdf, eps, mentre i bitmap possono essere cpt, ps, bmp, jpg, tiff, gif e png. Qualcuno accetta anche documenti Office. Le linee devono essere sottili settando, ad esempio a titolo di riferimento, in Illustrator uno spessore di 0,001 pt e “spessore minimo”. Per ottimizzare il materiale, le pose devono essere posizionate in modo da occupare meno spazio. Verificare che il disegno non abbia oggetti in 3d e che quindi le linee di taglio siano tutte alla quota 0; verificare inoltre che non vi siano linee sovrapposte: in tal caso il laser ripercorre più volte lo stesso percorso compromettendo la qualità del taglio.