¿Lograrán los últimos adelantos superar futuros retos?
La situación actual del corte por láser
Johannes Ulrich,
Director de la División de Láser de Finn-Power
José Barrera,
Jefe de Ventas de Finn Power Ibérica.
15/10/2003
El corte por láser continúa creciendo con gran popularidad entre los fabricantes de piezas de chapa metálica. Con los desarrollos en velocidad, calidad de corte y economía de producción, los productores de hoy tienen más opciones que nunca para escoger el proceso óptimo de fabricación para cada aplicación específica. Lo explican expertos de Finn Power, fabricante de punzonadoras hidráulicas y servoeléctricas, sistemas flexibles de fabricación, láser, plegadoras y plegadoras robotizadas, paneladoras y diverso equipamiento para la manufactura de la chapa metálica.
En las actuales máquinas de corte por láser, la mayoría de las funciones están automatizadas. El punto focal varía de acuerdo con los parámetros preprogramados de corte. El cambio de gas de corte y las presiones son ajustadas automáticamente. Los parámetros estándar de corte han sido ajustados de manera que el operario sólo tenga que ejercer funciones simples, como el cambio o ajuste de boquillas o lentes.
Las potencias de 2.500 W o más han contribuido también al avance de la tecnología. Estas altas potencias son capaces de cortar sin dificultad grandes espesores, aunque las mayores ventajas se obtienen en chapa fina. Las velocidades de corte se han incrementado de manera espectacular con la utilización de gases inertes.
Las máquinas de corte por láser ultra rápidas, introducidas a finales de los años 90, y sus combinaciones integradas con punzonado no han dejado de ganar terreno en el sector de la chapa metálica. Los sistemas de corte por láser ultra rápidos, que usan la tecnología de motores lineales, ofrecen un rápido proceso de fabricación en combinación con una gran precisión y reducción de los tiempos de ajuste. La integración de gran cantidad de opciones en la unidad de punzonado posibilita la producción de una gran variedad de piezas con un bajo coste.
Como resultado de las duras condiciones económicas de los últimos años, las necesidades de grandes volúmenes de producción de una misma pieza han desaparecido. Los fabricantes actuales intentan integrar equipos de corte por láser y sistemas combinados de producción que les permitan dar una respuesta flexible a un cada vez más exigente mercado. La rápida producción de series cortas garantiza una fidelización del cliente.
Sin embargo, es importante conocer cómo las prestaciones de la actual tecnología darán paso al futuro. Evaluar cuáles se tornarán obsoletas es el desafío real.
Máquinas combinadas Punzonado- Láser
Las máquinas combinadas punzonadora-láser se vienen usando desde la década de los 80. Estas máquinas permiten una gran variedad de operaciones de punzonado y corte por láser de CO2 de más de 3.500 W en un solo sistema (ver Figura 1).
Figura 1
El punzonado puede ser generado tanto por un sistema hidráulico como por un mecanismo servo controlado, que combina la tecnología servo-eléctrica con la transmisión mecánica. Otra opción es la recientemente introducida tecnología de motores lineales, que permite a la punzonadora-láser trabajar tan rápido como un láser de alta velocidad.
Estos equipamientos combinados permiten operaciones de punzonado, nibbling, conformado, marcado, contorneado, plegado y roscado (ver Figura 2). Habitualmente el láser se utiliza para el corte de contornos exteriores y los interiores con geometrías especiales, para evitar las marcas de nibbling y las peligrosas rebabas, así como para reducir el número de operaciones y la necesidad de herramientas especiales.
Figura 2
Las extensiones modulares del sistema incluyen equipamiento de carga y descarga (ver Figura 3) y extractores de piezas y robots de apilado multi- ejes. Las piezas cortadas por láser son guiadas fuera del área de trabajo a través de trampillas y sistemas de extracción. Desde este punto, o desde la misma posición de corte, el robot de extracción y apilado puede dirigir cada pieza a la dirección preprogramada de almacenamiento.
Figura 3
Sistemas de corte por láser de alta velocidad
Las máquinas de corte por láser de alta velocidad pueden procesar piezas de diferentes contornos, espesores y materiales. Son capaces de cortar acero al carbono de 1 mm de espesor a 25 metros por minuto o más, y con potencia de 4.000 W más de 20 mm de acero al carbono (ver Figura 4). Al conseguir estas velocidades, los sistemas de corte por láser de alta velocidad han reducido drásticamente los consumos de gas y los tiempos de producción, pero nunca la calidad de las piezas.
Figura 4
La aceleración ha sido incrementada recientemente con la introducción de la tecnología de motores lineales (ver Figura 5). Se han tenido que desarrollar nuevas máquinas más rígidas para poder soportar las velocidades de posicionamiento de más de 300 metros por minuto y aceleraciones de más de 20 metros por segundo al cuadrado (2g), manteniendo la precisión de movimientos.
Figura 5
Con el desarrollo de estas velocidades, así como la inclusión nuevos periféricos para manipulación , como unidades de carga y descarga, el tiempo de procesamiento de un nesting completo se ha reducido significativamente.
Automatización del proceso de corte por láser
La tendencia del corte por láser en los últimos 10 años ha sido incidir en la automatización. Algunas compañías han justificado la adquisición de automatismos en láser aduciendo la reducción de trabajo manual; sin embargo este no es el único elemento a considerar. El fin último de una célula automática, especialmente si se trata de un láser de corte, es ofrecer flexibilidad al fabricante de piezas.
Con la automatización, el tiempo de reacción a las necesidades del cliente es mínimo. Si la pieza puede ser dibujada también puede ser procesada e introducida en una cola de trabajo sin necesidad de manipulaciones de materia prima que puedan ralentizar el tiempo de respuesta.
Cada día más compañías están implementando estrategias de producción tendentes a minimizar los movimientos inútiles de materiales y la sobreproducción de piezas, de cara a reducir los estocks. Una célula automatizada de corte por láser puede ayudar a las empresas a conseguir esos objetivos.
El camino correcto
Aunque los elementos básicos del corte por láser no han cambiado en los últimos 20 años, se han ido obteniendo continuas mejoras en cada parte complementaria del proceso. El futuro de cada tecnología, no obstante, depende de cómo aquélla sirve al usuario. La integración de las nuevas tecnologías aplicadas al láser de corte así como la combinación de varios procesos en una misma máquina parece indicar que nos hallamos en el camino correcto para responder a las futuras demandas del mercado.
