Utilização de lasers na indústria de fabricação automotiva
Desde que Henry Ford introduziu a primeira linha de montagem na indústria automobilística em 1913, as montadoras têm se esforçado continuamente para otimizar seus processos com o objetivo final de reduzir o tempo de montagem, diminuir os custos e aumentar os lucros. A produção automotiva moderna é altamente automatizada e os robôs se tornaram comuns em toda a indústria. A tecnologia a laser está sendo integrada a esse processo, substituindo as ferramentas tradicionais e trazendo muitas vantagens adicionais para a fabricação.
A indústria automobilística utiliza diversos materiais, incluindo plásticos, têxteis, vidro e borracha, todos os quais podem ser processados com sucesso por meio de lasers. De fato, componentes e materiais processados a laser são encontrados em praticamente todas as áreas de um veículo típico, tanto interna quanto externamente. Os lasers são aplicados em várias etapas do processo de fabricação de automóveis, desde o projeto e desenvolvimento até a montagem final. A tecnologia laser não se limita à produção em massa e está encontrando aplicações até mesmo na fabricação de carros personalizados de alta gama, onde os volumes de produção são relativamente baixos e certos processos ainda exigem trabalho manual. Nesse caso, o objetivo não é expandir ou acelerar a produção, mas sim melhorar a qualidade, a repetibilidade e a confiabilidade do processamento, reduzindo, assim, o desperdício e o uso indevido e dispendioso de materiais.
Laser: Potência no Processamento de Peças Plásticas
TA aplicação mais abrangente dos lasers está no processamento de peças plásticas. Isso inclui painéis internos e de instrumentos, colunas, para-choques, spoilers, acabamentos, placas e carcaças de faróis. Os componentes automotivos podem ser feitos de diversos plásticos, como ABS, TPO, polipropileno, policarbonato, PEAD, acrílico, além de vários compósitos e laminados. Os plásticos podem ser expostos ou pintados e podem ser combinados com outros materiais, como colunas internas revestidas de tecido ou estruturas de suporte preenchidas com fibras de carbono ou vidro para maior resistência. Os lasers podem ser usados para cortar ou perfurar orifícios para pontos de montagem, luzes, interruptores e sensores de estacionamento.
As carcaças e lentes transparentes dos faróis, feitas de plástico, geralmente requerem corte a laser para remover os resíduos deixados pela moldagem por injeção. As peças dos faróis são normalmente feitas de policarbonato devido à sua transparência óptica, alta resistência a impactos, resistência às intempéries e aos raios UV. Embora o processamento a laser possa resultar em uma superfície áspera nesse plástico específico, as bordas cortadas a laser não ficam visíveis após a montagem completa do farol. Muitos outros plásticos podem ser cortados com alta precisão, deixando bordas limpas que não exigem limpeza posterior ou qualquer outra modificação.
Magia a laser: rompendo barreiras nas operações
As operações a laser podem ser realizadas em áreas inacessíveis a ferramentas tradicionais. Como o corte a laser é um processo sem contato, não há desgaste ou quebra de ferramentas, e os lasers exigem manutenção mínima, resultando em tempo de inatividade reduzido. A segurança do operador é garantida, pois todo o processo ocorre em um espaço fechado, eliminando a necessidade de intervenção do usuário. Não há lâminas móveis, eliminando os riscos de segurança associados.
As operações de corte de plástico podem ser realizadas utilizando lasers com potência variando de 125 W para cima, dependendo do tempo necessário para concluir a tarefa. Para a maioria dos plásticos, a relação entre a potência do laser e a velocidade de processamento é linear, o que significa que, para dobrar a velocidade de corte, a potência do laser deve ser dobrada. Ao avaliar o tempo total do ciclo para um conjunto de operações, o tempo de processamento também deve ser considerado para selecionar adequadamente a potência do laser.
Além do corte e acabamento: expandindo o poder do laser no processamento de plásticos.
As aplicações do laser no processamento de plásticos não se limitam apenas ao corte e ao acabamento. Na verdade, a mesma tecnologia de corte a laser pode ser usada para modificação de superfície ou remoção de tinta de áreas específicas de plásticos ou materiais compósitos. Quando peças precisam ser coladas a uma superfície pintada com adesivo, muitas vezes é necessário remover a camada superior de tinta ou rugosificar a superfície para garantir uma boa adesão. Nesses casos, os lasers são usados em conjunto com scanners galvanométricos para passar rapidamente o feixe de laser sobre a área desejada, fornecendo energia suficiente para remover a superfície sem danificar o material. Geometrias precisas podem ser facilmente obtidas, e a profundidade de remoção e a textura da superfície podem ser controladas, permitindo a fácil modificação do padrão de remoção conforme necessário.
É claro que os carros não são feitos inteiramente de plástico, e os lasers também podem ser usados para cortar outros materiais utilizados na fabricação automotiva. Os interiores dos carros geralmente incluem diversos materiais têxteis, sendo o tecido de estofamento o mais comum. A velocidade de corte depende do tipo e da espessura do tecido, mas lasers de maior potência cortam em velocidades correspondentemente maiores. A maioria dos tecidos sintéticos pode ser cortada com precisão, com bordas seladas para evitar que desfiem durante a costura e montagem subsequentes dos bancos do carro.
O couro genuíno e o couro sintético também podem ser cortados da mesma forma para materiais de interiores automotivos. Os revestimentos de tecido, frequentemente encontrados nas colunas internas de muitos veículos de passeio, também são processados com precisão a laser. Durante o processo de moldagem por injeção, o tecido é aderido a essas peças, e o excesso de tecido precisa ser removido das bordas antes da instalação no veículo. Este também é um processo de usinagem robótica de 5 eixos, com a cabeça de corte seguindo os contornos da peça e aparando o tecido com precisão. Nesses casos, os lasers das séries SR e OEM da Luxinar são comumente utilizados.
Vantagens do laser na fabricação automotiva
O processamento a laser oferece inúmeras vantagens na indústria de fabricação automotiva. Além de proporcionar qualidade e confiabilidade consistentes, o processamento a laser é altamente flexível e adaptável à ampla gama de componentes, materiais e processos utilizados na fabricação de automóveis. A tecnologia laser permite corte, perfuração, marcação, soldagem, gravação e ablação. Em outras palavras, a tecnologia laser é extremamente versátil e desempenha um papel vital no desenvolvimento contínuo da indústria automotiva.
À medida que a indústria automotiva continua a evoluir, as montadoras estão encontrando novas maneiras de utilizar a tecnologia a laser. Atualmente, o setor está passando por uma mudança fundamental em direção a veículos elétricos e híbridos, introduzindo o conceito de "mobilidade elétrica" ao substituir os tradicionais motores de combustão interna por tecnologia de propulsão elétrica. Isso exige que as montadoras adotem muitos novos componentes e processos de fabricação.
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Data da publicação: 13 de julho de 2023