Stai valutando di introdurre una nuova macchina nel tuo stabilimento per ottimizzare i processi di taglio di parti metalliche? Se la risposta è sì, sicuramente hai preso in considerazione una serie di tecnologie differenti, per comprendere pregi e difetti di ognuna, in relazione alle specifiche esigenze della tua produzione.
Esistono molteplici soluzioni per il taglio dei metalli, e se vuoi una panoramica completa puoi leggere l’articolo "Taglio del metallo 3D: come scegliere la giusta tecnologia per il tuo impianto produttivo".
In questo articolo ci focalizzeremo sul taglio laser 3D, che rappresenta senza dubbio una delle soluzioni più moderne e tecnologicamente avanzate.
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| Esempio di sistema taglio laser 3D |
È sempre la scelta migliore?
Dipende. Bisogna capire se il gioco vale la candela, perché un sistema di questo tipo richiede un investimento di grandi dimensioni ed è necessario considerare correttamente se porterà dei vantaggi consistenti nel medio e lungo periodo.
Nella tabella che segue, possiamo vedere alcuni risultati dell'analisi Go-To-Market: Increasing effectiveness in value proposition, svolta tra aprile e maggio 2017 su un campione complessivo di 397 unità campionarie (clienti laser BLM Group / clienti laser di brand competitor / non utenti laser). Come si evince facilmente, le barriere all'accesso all'adozione del laser sono molteplici e non vanno sottovalutate.
Analizziamo una serie di casistiche in cui investire nel 3D Laser Cutting può fare davvero la differenza:
Come la tecnologia laser riduce drasticamente il costo pezzo
Nel caso in cui vada a sostituire più tecnologie di asportazione, si stima che la tecnologia di taglio laser dei metalli possa generare una riduzione del costo pezzo tra il 50 ed il 90%.
Un risparmio considerevole, principalmente dovuto alle qualità proprie di questa tecnologia:
- Possibilità di realizzare geometrie complesse con incrementi di costo trascurabili
- Elevata produttività e flessibilità
- Realizzazione di incastri che permettano la giunzione con altri componenti in modo alternativo alla saldatura
- Costruzione di prototipi e preserie al costo delle grandi serie
- Impiego di personale limitato: la lavorazione laser richiede in media 5 persone in meno rispetto alle tecnologie tradizionali
- Contenimento degli ingombri del macchinario: dal 20% al 30% di spazio in meno rispetto ai processi tradizionali
- Precisione delle lavorazioni vicina al centesimo di millimetro, che permette di ridurre scarti e ulteriori lavorazioni di finitura
Flessibilità: i 3 elementi da considerare
Il laser è una tecnologia che nasce improntata alla flessibilità, perché non richiede alcun cambio utensile e si presta al taglio di materiali diversi. Per ottenere vantaggi concreti e reali, occorre scegliere macchinari di alta gamma, equipaggiati con software di programmazione semplici e versatili.
Ecco alcuni elementi per riconoscere un sistema di taglio laser 5 assi flessibile:
- Software di programmazione
Per programmare rapidamente una nuova lavorazione, un software deve essere in grado di:
- Programmare off-line un nuovo lotto di produzione, mentre la macchina sta lavorando sul precedente, andando così subito in produzione
- Importare file 3D di software CAD di terze parti
- Identificare rapidamente i percorsi di taglio
- Individuare e risolvere le possibili criticità e migliorare il ciclo di lavoro in modo semplice ed intuitivo
- Simulare il ciclo di lavoro e andare in produzione in tutta sicurezza
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| Esempio di Software di programmazione per un sistema taglio laser 3D |
- Ottimizzazione automatica dei parametri di taglio
Un sistema di taglio laser flessibile ottimizza automaticamente i parametri di taglio in base ad una serie di fattori, tra cui: velocità di taglio, spessore e tipo di materiale da tagliare, inclinazione della testa.
- Supporti, manipolatori o sistemi di appoggio: permettono di evitare sia l'utilizzo di maschere costose, sia onerose operazioni di carico e scarico.
Qualità, libertà e velocità del taglio: dove il laser fa la differenza
Un sistema di taglio laser a 5 assi è costituito da una testa di taglio laser montata su un sistema CNC a 5 assi interpolati.
La soluzione 5 assi, impiegata in modo estremamente efficace nei sistemi ad asportazione di truciolo, nell’integrazione con il laser diventa una tecnologia in grado di definire nuovi standard in termini di produttività e flessibilità.
- Velocità di taglio
Il laser permette un taglio estremamente rapido e preciso, senza deformazioni o rotture.
- Libertà nella movimentazione della testa
La movimentazione a 5 assi della testa consente di tagliare geometrie complesse su profili tridimensionali, quali tubi curvati, idroformati, lamiere stampate, imbutiti. Il laser permette di inclinare la testa di taglio per raggiungere anche punti della superficie particolarmente angusti o impossibili per una fresa.
- Varietà di materiali
Il laser in fibra permette di tagliare una grande varietà di materiali: acciaio inox, acciaio, rame, ottone, alluminio, leghe di titanio. A differenza di una fresa o di altri sistemi di taglio, non è necessaria alcuna sostituzione degli utensili sulla base del materiale da tagliare: il fascio laser è l’unico “utensile” necessario. Scopri di più
- Integrazione di più operazioni in una soltanto
Foratura, fresatura, sbavatura: grazie al taglio laser è possibile sostituire una grande molteplicità di operazioni di asportazione di truciolo in un’unica operazione veloce, rapida e ripetibile. Scopri di più
- Spessori sottili
Il laser diventa ancora più vantaggioso su spessori estremamente sottili, di difficile gestione con processi di asportazione di truciolo o di altro tipo quali plasma e ossitaglio. Grazie al taglio laser si eliminano tutti i difetti dovuti al surriscaldamento delle zone limitrofe al percorso di taglio e tutte le deformazioni meccaniche tipiche delle tecnologie di taglio meccanico come tranciatura, punzonatura.
- Ottimizzazione automatica dei parametri di taglio
Grazie ad un continuo investimento in ricerca e sviluppo, esistono nel mercato sistemi capaci di gestire in modo automatico ed ottimale la posizione del fuoco, la pressione del gas di assistenza e moltissimi altri parametri per garantire sempre la massima qualità di taglio e semplicità di utilizzo.
Il laser: soluzione d'eccellenza in molti settori
Vi sono alcuni settori che - più di altri - si stanno muovendo in moro rapido verso questa tecnologia.
Automotive
Il taglio laser 3D è un ottimo alleato nella realizzazione di una grande varietà di particolari:
- Idroformati (braccetti, sospensioni, supporti meccanici)
- Lamiere stampate (parti interne di scocca, portabagagli, portiere)
- Tubi curvati (l'impianto di scarico dei fumi, telaio, barre di sostegno)
In questo settore, l'uso del laser:
- Permette di ritagliare in modo molto veloce una grande varietà di pezzi di spessore anche estremamente sottile e leggero, senza alterarne la forma o lo stato delle superfici
- Esegue tagli altamente precisi, mantenendo la qualità dei profili di taglio
- Riesce a tagliare forme tridimensionali anche molto complesse
Aerospace
Settore da sempre caratterizzato da elevati standard qualitativi in termini di precisione e qualità, oltre che dall'uso di materiali leggeri o resistenti come leghe di titanio o di alluminio.
Nella lavorazione di pezzi sottili dalla geometria particolare, l'uso del laser permette di:
- Non scaricare tensioni o vibrazioni sul pezzo (tipiche dei processi di asportazione di truciolo o taglio) evitando deformazioni o microfatture.
- Realizzare un taglio preciso e veloce, che non porta a bruciature o fenomeni di surriscaldamento della superficie.
- Eliminare i fluidi di taglio e i trucioli, tipici delle macchine utensili.
- Unire più operazioni in una, riducendo le movimentazioni dei semilavorati.
- Facilitare il taglio di titanio e leghe di alluminio.
Arredo e design
Il laser permette di ridurre i consumi energetici e il numero di lavorazioni necessarie ad ottenere pezzi dalla geometria 3D anche molto complessa e di eccellente finitura, dando la possibilità ai designer di raggiungere la forma desiderata senza più compromessi.
Usare il laser è come lavorare con una punta estremamente fine: questo rende liberi i designer e i più brillanti progettisti di esprimere tutta la loro creatività.