Aplicaciones del láser en la industria automovilística

Redacción MU15/10/2003

Seat utiliza el láser en los procesos de producción de automóviles desde 1992, año en el que aplicó esta joven tecnología al modelo SO3 Ibiza. Seis años después lo empleó en la producción del SE 110 Arosa, en 1999 del SE 340 León y en el año 2000 del SE 341 Toledo, principalmente para la unión del techo del vehículo con el lateral realizando la soldadura en los dos lados simultáneamente y en sentidos opuestos para evitar tensiones que perjudicasen su geometría. Algunas de las ventajas que se obtienen del empleo de esta herramienta en los procesos de producción son la reducción de costes, una notable mejora de calidad y seguridad y numerosos progresos en el diseño del automóvil.

El láser aplicado al campo de la producción del automóvil, ha supuesto una serie de ventajas frente a otros métodos tradicionales. La soldadura láser permite unir chapas de distinto espesor antes de su estampación, eliminar molduras del techo y alcanzar ajustes perfectos.

Proporciona también una mayor rigidez, menos ruidos durante el proceso y sobre todo, una drástica reducción del riesgo de corrosión ya que se reduce notablemente el número de remaches en el recubrimiento exterior. En este sentido, la soldadura láser galvanizada ofrece hasta doce años de garantía anticorrosión.

Si bien otro de los objetivos de la industria automovilística es conseguir coches más ligeros, con el láser se obtiene un considerable ahorro de peso. Asimismo, los segmentos soldados por láser ahorran un 25% el peso en la fabricación, y el peso del casco se reduce en un 10%.

Ejemplo de reducción de costes en el modelo Ibiza / Córdoba:

Este sistema permite eliminar la moldura del techo lo que evita el emasillado posterior y el proceso adicional previo al pintado.

Ejemplo de reducción de costes: soldadura por transparencia

Requiere pestañas mucho más estrechas que por puntos convencionales lo que supone reducir el peso y un ahorro de material y de consumo. Asimismo, no hay necesidad de almenado, minimizando así los costes de las matrices, el precio del proceso estampación y del mantenimiento.

Ejemplo - Tailored Blank (Ibiza / Córdoba):

Como en el ejemplo anterior, también se advierten importantes ventajas económicas en la fabricación de las puertas. De las seis piezas que se empleaban antes: revestimiento, armazón, refuerzo en cintura, refuerzo de bisagras, refuerzo de la barra transversal y la propia barra transversal, hoy se necesitan cuatro: revestimiento, armazón Tailored Blank, refuerzo en cintura y la barra transversal.

Todo esto evidencia:

Reducción de espesores.
Reducción de inversiones: dos juegos de matrices menos por mano y una menor necesidad de prensas.
Reducción de costes: menor tiempo de estampación, menos materiales y peso, lo que equivale a un menor consumo.

Los puntos generales de la reducción de consumo suponen una simplificación de las piezas a unir (no es necesario el acceso de pinzas de soldadura), se emplean materiales con características especiales (de alta resistencia) y un menor peso, lo que significa un menor consumo del coche y la eliminación de consumibles - puntas de electrodos: cambio cristales de protección (Cross Jet).

Reducción de costes

Se necesitan robots de menores dimensiones por lo que también se necesita una superficie de taller inferior.

Mejora de la calidad y la seguridad del proceso

La calidad mejora notablemente gracias a la soldadura láser que implica una menor deformación de las chapas por impacto (no se golpean al unir) y una mayor rigidez de la unión. La zona afectada térmicamente es menor, evitando posibles deformaciones provocadas por el calor, como menor es también la corrosión (menos capa de zinc evaporada).

Mejora del diseño

El láser permite llevar a cabo un control de calidad de las uniones soldadas mediante sistemas automáticos de calidad online. Esto proporciona:

Control del 100% de las uniones.
Eliminar un posible error humano de detección de defectos.
Utilizar datos online para determinar la zona a retrabajar.
Determinación / solución de errores más frecuentes.

El láser permite industrializar formas que hasta ahora eran difíciles de desarrollar. De este modo se consiguen líneas más atrevidas e innovadoras: soldar en zonas vistas, la unión de varias chapas, materiales de alta resistencia, soldadura de aluminio, etc.

Otras aplicaciones del láser

Corte por láser: realización de recortes y agujeros en un estado avanzado de la formación de carrocerías y unificar distintas variantes de las carrocerías hasta los últimos pasos de su formación.
Marcado de piezas.
Tailored Blank.

Futuro de las aplicaciones láser en automoción

Generadores con menor necesidad de refrigeración.
Menor coste de consumibles (lámparas, diodos…).
Mayor rendimiento de los generadores láser.
Cabezales láser con bridas incorporadas para asegurar el contacto entre las piezas (tipo máquina de coser).
Resolución del problema de la salida de gases.
Eliminar la aparición de poros en la soldadura.
Desarrollo de sistemas de control de calidad online de la soldadura láser (visión artificial).

Texto basado en una ponencia presentada en las jornadas sobre la aplicación del láser en la industria organizadas por LGAI (ahora Applus+).