Uso de láseres en la industria automotriz
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 actualmente en 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 los cuales pueden procesarse con éxito mediante láser. De hecho, los componentes y materiales procesados por láser se encuentran en casi todas las áreas de un vehículo típico, tanto internas como externas. El láser se aplica en diversas etapas del proceso de fabricación de automóviles, desde el diseño y el desarrollo hasta el ensamblaje final. La tecnología láser no se limita a la producción en masa; incluso 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 confiabilidad del procesamiento, reduciendo así el desperdicio y el costoso mal uso de materiales.
Láser: potencia en el procesamiento de piezas de plástico
TLas aplicaciones más extensas del láser se encuentran en el procesamiento de piezas de plástico. Esto incluye paneles interiores y del tablero, pilares, parachoques, alerones, molduras, matrículas y carcasas de luces. Los componentes automotrices pueden fabricarse con diversos plásticos, como ABS, TPO, polipropileno, policarbonato, HDPE, acrílico, así como con diversos compuestos y laminados. Los plásticos pueden exponerse o pintarse, y combinarse con otros materiales, como pilares interiores recubiertos de tela o estructuras de soporte rellenas de fibra de carbono o vidrio para mayor resistencia. Los láseres pueden utilizarse para cortar o perforar orificios para puntos de montaje, luces, interruptores y sensores de estacionamiento.
Las carcasas y lentes de plástico transparente para faros delanteros suelen requerir un corte láser para eliminar los residuos del moldeo por inyección. Las piezas de los faros suelen estar hechas de policarbonato por su claridad óptica, alta resistencia a los impactos, a la intemperie y a los rayos UV. Aunque el procesamiento láser puede dar lugar a una superficie rugosa en este plástico específico, los bordes cortados con láser no son visibles una vez que el faro está completamente ensamblado. Muchos otros plásticos se pueden cortar con una suavidad de alta calidad, dejando bordes limpios que no requieren limpieza posterior ni modificaciones adicionales.
Magia láser: Rompiendo límites 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 resulta en un tiempo de inactividad mínimo. La seguridad del operador está garantizada, ya que todo el proceso se realiza 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 con potencias que van desde 125 W hasta superiores, dependiendo del 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, lo que significa que para duplicar la velocidad de corte, se debe duplicar 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 potencia del procesamiento de plásticos mediante láser
Las aplicaciones del láser en el procesamiento de plásticos no se limitan únicamente al corte y recorte. De hecho, la misma tecnología de corte láser puede emplearse para la modificación de superficies o la eliminación de pintura en áreas específicas de plásticos o materiales compuestos. Cuando es necesario unir piezas a una superficie pintada con adhesivo, a menudo es necesario eliminar la capa superior de pintura o raspar la superficie para garantizar una buena adhesión. En estos casos, se utilizan láseres junto con escáneres galvanométricos para pasar rápidamente el haz láser sobre el área requerida, proporcionando la energía suficiente para eliminar la superficie sin dañar el material en su conjunto. Se pueden lograr geometrías precisas fácilmente y controlar la profundidad 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 pueden utilizarse para cortar otros materiales utilizados en la fabricación de automóviles. Los interiores de los coches suelen incluir diversos materiales textiles, siendo la tapicería la más destacada. La velocidad de corte depende del tipo y grosor de la tela, pero los láseres de mayor potencia cortan a velocidades proporcionalmente mayores. La mayoría de las telas sintéticas se pueden cortar con precisión, con bordes sellados para evitar que se deshilachen durante la costura y el montaje posterior de los asientos.
El cuero genuino y el cuero sintético también se pueden cortar de la misma manera para los materiales del interior de automóviles. Los revestimientos de tela que se ven a menudo en los pilares interiores de muchos vehículos de consumo también se procesan con precisión mediante láser. Durante el proceso de moldeo por inyección, la tela se adhiere a estas piezas y es necesario retirar el exceso de tela de los bordes antes de la instalación en el vehículo. Este también es un proceso de mecanizado robótico de 5 ejes, en el que el cabezal de corte sigue los contornos de la pieza y recorta la tela con precisión. En estos casos, se utilizan habitualmente 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 proporcionar calidad y fiabilidad 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, taladrar, marcar, soldar, rayar y ablar. En otras palabras, la tecnología láser es sumamente versátil y desempeña un papel vital en el desarrollo continuo de la industria automotriz.
A medida que la industria automotriz continúa evolucionando, los fabricantes de automóviles están encontrando nuevas formas de utilizar la tecnología láser. Actualmente, la industria está experimentando una transición fundamental hacia los vehículos eléctricos e híbridos, introduciendo el concepto de "movilidad eléctrica" al reemplazar los motores de combustión interna tradicionales por tecnología de transmisión eléctrica. Esto exige que los fabricantes adopten numerosos componentes y procesos de fabricación nuevos.
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Hora de publicación: 13 de julio de 2023