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Cómo ayuda la tecnología láser a mejorar la calidad de fabricación

May 29, 2023

Todas las imágenes/videos Fuente: Laserax

Las fallas, desechos y retiros de productos pueden tener un impacto devastador en la reputación y el resultado final de un fabricante. Por esta razón, el seguimiento y la resolución de problemas de calidad de fabricación y la mejora continua son cruciales en todas las industrias.

El costo de la baja calidad no siempre es fácil de evaluar, pero suele ser costoso. El costo promedio de la retirada de un producto es de alrededor de $ 10 millones y algunos alcanzan significativamente más.

Más allá de los costos duros de un retiro del mercado, es difícil calcular la insatisfacción del cliente y la confianza de los accionistas, pero una reputación dañada puede durar toda la vida. Los retiros de productos también abren la puerta a los competidores.

Los fabricantes hacen todo lo posible para desarrollar procesos que cumplan con las especificaciones de calidad del producto y las regulaciones de la industria. Sin embargo, al mismo tiempo, deben mantener las líneas de producción lo más eficientes posible para mantener una alta tasa de producción, reducir el tiempo de inactividad, el cambio y la pérdida de productividad.

En la última década, las tecnologías de procesamiento de materiales por láser han demostrado ser verdaderos aliados para los fabricantes, ayudándolos a lograr calidad sin comprometer el costo y la velocidad de producción.

Es razonable decir que la tecnología láser ha cambiado la industria manufacturera. Los láseres han revolucionado muchas áreas del proceso de fabricación, lo que permite una fabricación de precisión. Estas son solo algunas de las formas en que los láseres han tenido un impacto positivo en los fabricantes:

La tecnología láser actual ha dado saltos significativos incluso desde hace unos pocos años. Hoy en día, los rayos láser avanzados y las aplicaciones personalizadas permiten a los fabricantes completar procesos complejos de manera más rápida y eficiente.

Estos son algunos de los beneficios clave.

1. Precisión

Las piezas que exigen estrictas tolerancias de fabricación necesitan herramientas de alta precisión. Esta precisión ha sido tradicionalmente un desafío, especialmente para las máquinas CNC. Con el tiempo, el estrés y el desgaste afectan la precisión hasta que se convierte en un problema. Sin embargo, incluso cuando los componentes están defectuosos a nivel microscópico, pueden no cumplir con las especificaciones de fabricación.

Esta precisión es donde sobresalen los láseres. Obtiene un rendimiento consistente y altamente preciso por varias razones, que incluyen:

2. Repetibilidad

La precisión por sí sola no es suficiente para garantizar una calidad uniforme. Sus procesos necesitan una alta repetibilidad, especialmente en producciones de alto volumen. Los láseres ofrecen una gran repetibilidad por razones importantes:

3. Flexibilidad

La tecnología láser es ágil en su configuración, lo que la hace ideal para satisfacer las necesidades de calidad en constante evolución de los fabricantes al mismo tiempo que ahorra tiempo y dinero.

Los láseres incluyen una variedad de configuraciones ópticas que se pueden ajustar para cada aplicación. Los cambios de configuración son manejados por software, lo que hace que los cambios y adaptaciones sean rápidos y fáciles de implementar.

La programación láser se puede adaptar para adaptarse a diferentes formas, profundidades, longitudes, velocidades y más. Estos ajustes suelen ser más complejos en máquinas que no están equipadas con tecnología láser. Por lo general, requieren cambios manuales extensos, o incluso reequipamiento para adaptarse a los cambios.

Las integraciones láser también son flexibles. Los robots, los transportadores y las soluciones láser de mesa están disponibles para adaptarse a las instalaciones actuales o las limitaciones de espacio en el piso.

En la industria automotriz, los láseres se utilizan en casi todas las etapas del proceso de fabricación para garantizar la calidad. Las mejoras de calidad también se observan en toda la industria manufacturera en general.

Aquí hay algunos ejemplos específicos que muestran cómo la precisión, la repetibilidad y la flexibilidad marcan la diferencia.

Limpieza láser para reemplazar el enmascaramiento de piezas

El enmascaramiento de piezas requiere mucha mano de obra y es propenso a errores humanos. Esto crea problemas de calidad al tiempo que aumenta los desechos, la repetición del trabajo y los costos. Puede ralentizar todo el proceso de recubrimiento y dar lugar a acabados de mala calidad.

La limpieza láser localizada se está utilizando para reemplazar el enmascaramiento de piezas. Los fabricantes recubren una superficie completa y limpian el área deseada en lugar de enmascarar las áreas que deben protegerse del recubrimiento. Esto no solo ahorra tiempo, sino que limpia las piezas con precisión.

La limpieza con láser simplemente elimina los contaminantes de un área específica mientras deja intactas otras áreas. El proceso es rápido y totalmente automatizado, lo que evita errores manuales y acelera el proceso.

Texturizado localizado para reemplazar el chorreado abrasivo

Los métodos de limpieza con chorro abrasivo, como el granallado y el granallado, son eficaces, pero son imprecisos y pueden dañar las superficies. En comparación, el texturizado con láser es un proceso altamente controlado que permite texturizar áreas precisas sin dañar las superficies. Por ejemplo, se utiliza para preparar superficies para recubrimientos como aerosoles térmicos.

Mientras que el granallado puede dañar la superficie al crear microgrietas e inclusiones, el texturizado con láser previene la formación de grietas al grabar patrones específicos que fortalecen la superficie.

Los métodos de voladura también pueden tener un costo prohibitivo, especialmente para grandes operaciones de fabricación. Los medios de voladura también deben reciclarse y reemplazarse. El texturizado láser logra los mismos objetivos a costos operativos más bajos mediante la creación de micropatrones en superficies con precisión micrométrica y repetibilidad exacta. Esto aumenta la adherencia de la superficie, la humectabilidad, la conductividad térmica y la fricción.

Marcas resistentes al postratamiento

Garantizar la transparencia y la rendición de cuentas a lo largo de la cadena de suministro es esencial. Los fabricantes de hoy necesitan documentar cada componente tanto para el cumplimiento como para los requisitos de seguridad.

La trazabilidad de las piezas y la calidad van de la mano. En las últimas décadas, los OEM han mejorado sus capacidades de trazabilidad para gestionar mejor las retiradas y la falsificación de productos.

La trazabilidad de la cuna a la tumba exige que los fabricantes implementen la trazabilidad tan pronto como se crean las piezas para que puedan rastrearse con precisión durante todo el proceso de fabricación y posteriormente.

Los fabricantes que utilizan el marcado láser pueden generar marcas que sobreviven a un desgaste excepcional, incluido el granallado, el recubrimiento por electroforesis, el recubrimiento en polvo y los tratamientos térmicos. Con otras tecnologías de marcado, estos procesos posteriores pueden borrar las identificaciones de los productos o hacerlos ilegibles.

Soldadura láser para reemplazar la unión ultrasónica de alambre

La soldadura láser se ha convertido en una alternativa a la unión de cables ultrasónicos en la fabricación de baterías cuando se realizan conexiones entre baterías y barras colectoras.

La unión ultrasónica es un proceso lento que requiere múltiples máquinas y un espacio de piso significativo para cumplir con los requisitos de producción. Los láseres se han utilizado durante algún tiempo para limpiar y preparar superficies para la unión de cables ultrasónicos, lo que requiere una superficie limpia sin contaminantes para formar una unión firme y obtener una superficie final con baja resistividad. Esto se ha convertido en una solución estándar para evitar la abrasión que puede dañar los componentes de la batería.

Sin embargo, la unión ultrasónica tiene limitaciones. Por ejemplo, solo se puede utilizar para juntas traslapadas. Las soldaduras no se pueden hacer para que quepan en espacios pequeños, lo que limita los diseños de las baterías. Muchos fabricantes están comenzando a reemplazar la unión ultrasónica con soldadura láser en diseños más nuevos.

La soldadura láser puede acelerar el proceso y minimizar el espacio ocupado reemplazando unas diez máquinas por una sola. La soldadura láser puede trabajar con superficies de calidad variable, no requiere una fuerza considerable para sujetar las piezas durante el proceso y ofrece zonas mínimas afectadas por el calor.

La soldadura láser también ayuda a mejorar la calidad de las soldaduras al generar menos puntos de falla y menos retrabajo.

La tecnología láser ha avanzado dramáticamente en los últimos años y su avance continúa cambiando la industria manufacturera. Con la tecnología láser, los fabricantes pueden preocuparse menos por los problemas de calidad que ocurren con las tecnologías tradicionales, lo que genera menos tiempo de inactividad, menos reprocesos y una mejor adaptabilidad para mantener la calidad y la repetibilidad.

Keven Tremblay es técnico eléctrico y de automatización desde hace más de seis años. Keven ahora es especialista en ventas técnicas en Laserax para presentar a los clientes las mejores soluciones láser. Su experiencia en programación de PLC y diseño eléctrico, así como en sistemas de visión, le permiten evaluar mejor las necesidades de los clientes y ofrecerles soluciones automatizadas industriales adaptadas. www.laserax.com

Marcado láser: Limpieza láser: Texturizado láser: Soldadura láser: Tratamientos térmicos láser: Corte láser: 1. Precisión Sin contacto: Herramientas ópticas: Tamaño de punto: 2. Repetibilidad Desgaste reducido: Tecnología hecha para la automatización: 3. Flexibilidad Keven Tremblay