Uso de láseres en la industria de fabricación de automóviles
Desde que Henry Ford introdujo la primera línea de montaje en la industria automotriz en 1913, los fabricantes de automóviles se han esforzado continuamente por optimizar sus procesos con el objetivo final de reducir el tiempo de montaje, disminuir los costos y aumentar las ganancias. La producción automotriz moderna está altamente automatizada y los robots se han vuelto comunes en toda la industria. La tecnología láser se está integrando ahora a este proceso, reemplazando las herramientas tradicionales y aportando numerosas ventajas adicionales al proceso de fabricación.
La industria automotriz utiliza diversos materiales, como plásticos, textiles, vidrio y caucho, todos ellos procesables con éxito mediante láser. De hecho, los componentes y materiales procesados con láser se encuentran en prácticamente todas las áreas de un vehículo típico, tanto internas como externas. Los láseres se aplican en diversas etapas del proceso de fabricación, desde el diseño y el desarrollo hasta el ensamblaje final. La tecnología láser no se limita a la producción en masa, sino que también se está aplicando en la fabricación de automóviles personalizados de alta gama, donde los volúmenes de producción son relativamente bajos y ciertos procesos aún requieren trabajo manual. En este caso, el objetivo no es expandir ni acelerar la producción, sino mejorar la calidad, la repetibilidad y la fiabilidad del procesamiento, reduciendo así los residuos y el costoso mal uso de los materiales.
Láser: Potencia en el procesamiento de piezas de plástico
TLa aplicación más extendida de los láseres se encuentra en el procesamiento de piezas de plástico. Esto incluye paneles interiores y de salpicadero, pilares, parachoques, alerones, molduras, placas de matrícula y carcasas de luces. Los componentes de automoción pueden fabricarse con diversos plásticos como ABS, TPO, polipropileno, policarbonato, HDPE, acrílico, así como con varios compuestos y laminados. Los plásticos pueden dejarse al descubierto o pintarse y combinarse con otros materiales, como pilares interiores revestidos de tela o estructuras de soporte rellenas de fibras de carbono o vidrio para mayor resistencia. Los láseres pueden utilizarse para cortar o perforar agujeros para puntos de montaje, luces, interruptores y sensores de aparcamiento.
Las carcasas y lentes de plástico transparente para faros suelen requerir un proceso de corte láser para eliminar los residuos del moldeo por inyección. Las piezas de las lámparas generalmente se fabrican en policarbonato por su claridad óptica, alta resistencia a los impactos, a la intemperie y a los rayos UV. Si bien el procesamiento láser puede generar una superficie rugosa en este plástico en particular, los bordes cortados con láser no son visibles una vez que el faro está completamente ensamblado. Muchos otros plásticos se pueden cortar con una excelente suavidad, dejando bordes limpios que no requieren limpieza posterior ni modificaciones adicionales.
Magia láser: Rompiendo barreras en las operaciones
Las operaciones con láser pueden realizarse en áreas inaccesibles para las herramientas tradicionales. Dado que el corte por láser es un proceso sin contacto, no hay desgaste ni rotura de herramientas, y los láseres requieren un mantenimiento mínimo, lo que se traduce en un tiempo de inactividad mínimo. La seguridad del operario está garantizada, ya que todo el proceso se desarrolla en un espacio cerrado, eliminando la necesidad de intervención del usuario. Al no haber cuchillas móviles, se eliminan los riesgos de seguridad asociados.
Las operaciones de corte de plástico pueden realizarse con láseres de potencia desde 125 W en adelante, según el tiempo necesario para completar la tarea. Para la mayoría de los plásticos, la relación entre la potencia del láser y la velocidad de procesamiento es lineal; es decir, para duplicar la velocidad de corte, debe duplicarse la potencia del láser. Al evaluar el tiempo total del ciclo para un conjunto de operaciones, también debe considerarse el tiempo de procesamiento para seleccionar adecuadamente la potencia del láser.
Más allá del corte y el acabado: Ampliando la capacidad de procesamiento de plásticos del láser
Las aplicaciones del láser en el procesamiento de plásticos no se limitan al corte y al recorte. De hecho, la misma tecnología de corte láser puede utilizarse para la modificación de superficies o la eliminación de pintura en áreas específicas de plásticos o materiales compuestos. Cuando se requiere unir piezas a una superficie pintada mediante adhesivo, a menudo es necesario eliminar la capa superior de pintura o rugosizar la superficie para garantizar una buena adhesión. En estos casos, se utilizan láseres junto con escáneres galvanométricos para hacer pasar rápidamente el haz láser sobre el área requerida, proporcionando la energía suficiente para eliminar la superficie sin dañar el material. Se pueden lograr geometrías precisas con facilidad, y se puede controlar la profundidad de eliminación y la textura de la superficie, lo que permite modificar fácilmente el patrón de eliminación según sea necesario.
Por supuesto, los coches no están hechos completamente de plástico, y los láseres también se pueden usar para cortar otros materiales empleados en la fabricación de automóviles. Los interiores de los coches suelen incluir diversos materiales textiles, siendo la tapicería el más común. La velocidad de corte depende del tipo y el grosor del tejido, pero los láseres de mayor potencia cortan a velocidades proporcionalmente mayores. La mayoría de los tejidos sintéticos se pueden cortar limpiamente, con bordes sellados para evitar que se deshilachen durante la posterior costura y el montaje de los asientos del coche.
El cuero genuino y el cuero sintético también se pueden cortar de la misma manera para su uso en materiales interiores de automóviles. Los revestimientos de tela que suelen verse en los pilares interiores de muchos vehículos de consumo también se procesan con frecuencia con precisión mediante láser. Durante el proceso de moldeo por inyección, la tela se adhiere a estas piezas y es necesario eliminar el exceso de tela de los bordes antes de su instalación en el vehículo. Este proceso también se realiza mediante mecanizado robótico de 5 ejes, donde el cabezal de corte sigue los contornos de la pieza y recorta la tela con precisión. En estos casos, se suelen utilizar los láseres de las series SR y OEM de Luxinar.
Ventajas del láser en la fabricación de automóviles
El procesamiento láser ofrece numerosas ventajas en la industria automotriz. Además de brindar calidad y confiabilidad constantes, es altamente flexible y adaptable a la amplia gama de componentes, materiales y procesos utilizados en la fabricación de automóviles. La tecnología láser permite cortar, perforar, marcar, soldar, trazar y realizar ablación. En otras palabras, es muy versátil y desempeña un papel fundamental en el desarrollo continuo de la industria automotriz.
A medida que la industria automotriz continúa evolucionando, los fabricantes de automóviles encuentran nuevas formas de utilizar la tecnología láser. Actualmente, la industria está experimentando una transformación radical hacia los vehículos eléctricos e híbridos, introduciendo el concepto de "movilidad eléctrica" mediante la sustitución de los motores de combustión interna tradicionales por sistemas de propulsión eléctrica. Esto exige que los fabricantes adopten numerosos componentes y procesos de fabricación nuevos.
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Fecha de publicación: 13 de julio de 2023