Utilizzo dei laser nell'industria manifatturiera automobilistica
Da quando Henry Ford introdusse la prima catena di montaggio nel settore della produzione automobilistica nel 1913, le case automobilistiche hanno cercato costantemente di ottimizzare i propri processi con l’obiettivo finale di ridurre i tempi di assemblaggio, abbassare i costi e aumentare i profitti. La moderna produzione automobilistica è altamente automatizzata e i robot sono diventati comuni in tutto il settore. La tecnologia laser viene ora integrata in questo processo, sostituendo gli strumenti tradizionali e apportando numerosi vantaggi aggiuntivi al processo di produzione.
L'industria manifatturiera automobilistica utilizza vari materiali, tra cui plastica, tessuti, vetro e gomma, che possono essere tutti lavorati con successo utilizzando i laser. Infatti, componenti e materiali lavorati al laser si trovano in quasi ogni area di un tipico veicolo, sia internamente che esternamente. I laser vengono applicati in varie fasi del processo di produzione automobilistica, dalla progettazione e sviluppo all'assemblaggio finale. La tecnologia laser non si limita alla produzione di massa e sta trovando applicazioni anche nella produzione di automobili personalizzate di fascia alta, dove i volumi di produzione sono relativamente bassi e alcuni processi richiedono ancora lavoro manuale. In questo caso, l’obiettivo non è espandere o accelerare la produzione, ma piuttosto migliorare la qualità, la ripetibilità e l’affidabilità della lavorazione, riducendo così gli sprechi e il costoso uso improprio dei materiali.
Laser: potenza nella lavorazione di parti in plastica
TL'applicazione più estesa dei laser è nella lavorazione di parti in plastica. Ciò include pannelli interni e del cruscotto, montanti, paraurti, spoiler, finiture, targhe e alloggiamenti delle luci. I componenti automobilistici possono essere realizzati con varie plastiche come ABS, TPO, polipropilene, policarbonato, HDPE, acrilico, nonché vari compositi e laminati. La plastica può essere esposta o verniciata e può essere combinata con altri materiali, come pilastri interni rivestiti in tessuto o strutture di supporto riempite con fibre di carbonio o di vetro per una maggiore resistenza. I laser possono essere utilizzati per tagliare o praticare fori per punti di montaggio, luci, interruttori, sensori di parcheggio.
Gli alloggiamenti e le lenti dei fari in plastica trasparente spesso richiedono una rifinitura laser per rimuovere gli scarti rimasti dopo lo stampaggio a iniezione. Le parti delle lampade sono generalmente realizzate in policarbonato per la loro chiarezza ottica, elevata resistenza agli urti, resistenza agli agenti atmosferici e resistenza ai raggi UV. Sebbene la lavorazione al laser possa comportare una superficie ruvida su questa specifica plastica, i bordi tagliati al laser non sono visibili una volta che il faro è completamente assemblato. Molte altre materie plastiche possono essere tagliate con morbidezza di alta qualità, lasciando bordi puliti che non richiedono pulizia post-lavorazione o ulteriori modifiche.
Magia laser: superare i confini nelle operazioni
Le operazioni laser possono essere eseguite in aree inaccessibili agli strumenti tradizionali. Poiché il taglio laser è un processo senza contatto, non vi è alcuna usura o rottura dell'utensile e i laser richiedono una manutenzione minima, con conseguenti tempi di fermo macchina minimi. La sicurezza dell'operatore è garantita poiché l'intero processo si svolge all'interno di uno spazio chiuso, eliminando la necessità dell'intervento dell'utente. Non ci sono lame in movimento, eliminando i rischi per la sicurezza associati.
Le operazioni di taglio della plastica possono essere eseguite utilizzando laser con potenza che varia da 125 W a superiore, a seconda del tempo necessario per completare l'attività. Per la maggior parte delle plastiche, la relazione tra potenza del laser e velocità di lavorazione è lineare, il che significa che per raddoppiare la velocità di taglio, è necessario raddoppiare la potenza del laser. Quando si valuta il tempo ciclo totale per una serie di operazioni, è necessario considerare anche il tempo di lavorazione per selezionare adeguatamente la potenza del laser.
Oltre il taglio e la finitura: espandere la potenza del laser nella lavorazione della plastica
Le applicazioni laser nella lavorazione della plastica non si limitano al solo taglio e rifilatura. La stessa tecnologia di taglio laser, infatti, può essere utilizzata per la modifica superficiale o la rimozione della vernice da aree specifiche di materiali plastici o compositi. Quando le parti devono essere incollate su una superficie verniciata utilizzando un adesivo, spesso è necessario rimuovere lo strato superiore di vernice o irruvidire la superficie per garantire una buona adesione. In questi casi, i laser vengono utilizzati insieme agli scanner galvanometrici per far passare rapidamente il raggio laser sull'area richiesta, fornendo energia sufficiente per rimuovere la superficie senza danneggiare il materiale sfuso. È possibile ottenere facilmente geometrie precise ed è possibile controllare la profondità di rimozione e la struttura della superficie, consentendo una facile modifica del modello di rimozione secondo necessità.
Naturalmente, le automobili non sono interamente realizzate in plastica e i laser possono essere utilizzati anche per tagliare altri materiali utilizzati nella produzione automobilistica. Gli interni delle auto includono tipicamente vari materiali tessili, tra cui il tessuto da rivestimento è il più importante. La velocità di taglio dipende dal tipo e dallo spessore del tessuto, ma i laser più potenti tagliano a velocità corrispondentemente più elevate. La maggior parte dei tessuti sintetici può essere tagliata in modo netto, con bordi sigillati per evitare sfilacciamenti durante le successive cuciture e l'assemblaggio dei seggiolini auto.
Anche la vera pelle e la pelle sintetica possono essere tagliate allo stesso modo per i materiali degli interni automobilistici. Anche i rivestimenti in tessuto spesso visti sui montanti interni di molti veicoli di consumo sono spesso lavorati con precisione utilizzando i laser. Durante il processo di stampaggio a iniezione, il tessuto viene incollato a queste parti e il tessuto in eccesso deve essere rimosso dai bordi prima dell'installazione nel veicolo. Anche questo è un processo di lavorazione robotizzata a 5 assi, con la testa di taglio che segue i contorni della parte e rifila il tessuto con precisione. In questi casi, vengono comunemente utilizzati i laser delle serie SR e OEM di Luxinar.
Vantaggi del laser nella produzione automobilistica
La lavorazione laser offre numerosi vantaggi nel settore della produzione automobilistica. Oltre a fornire qualità e affidabilità costanti, la lavorazione laser è altamente flessibile e adattabile all'ampia gamma di componenti, materiali e processi utilizzati nella produzione automobilistica. La tecnologia laser consente il taglio, la perforazione, la marcatura, la saldatura, l'incisione e l'ablazione. In altre parole, la tecnologia laser è estremamente versatile e svolge un ruolo fondamentale nel guidare il continuo sviluppo dell’industria automobilistica.
Mentre l’industria automobilistica continua ad evolversi, le case automobilistiche stanno trovando nuovi modi per utilizzare la tecnologia laser. Attualmente, l’industria sta attraversando un cambiamento fondamentale verso i veicoli elettrici e ibridi, introducendo il concetto di “mobilità elettrica” sostituendo i tradizionali motori a combustione interna con la tecnologia di trasmissione elettrica. Ciò richiede ai produttori di adottare molti nuovi componenti e processi di produzione
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Orario di pubblicazione: 13 luglio 2023