Utilizzo dei laser nel settore della produzione automobilistica
Da quando Henry Ford introdusse la prima catena di montaggio nel settore automobilistico nel 1913, le case automobilistiche si sono costantemente impegnate a 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 produttivo.
L'industria automobilistica utilizza diversi materiali, tra cui plastica, tessuti, vetro e gomma, tutti lavorabili con successo con il laser. Infatti, componenti e materiali lavorati al laser si trovano in quasi tutte le aree di un tipico veicolo, sia internamente che esternamente. I laser vengono applicati in varie fasi del processo di produzione di un'auto, dalla progettazione e sviluppo all'assemblaggio finale. La tecnologia laser non si limita alla produzione di massa e trova applicazione anche nella produzione di auto 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 utilizzo improprio dei materiali.
Laser: potenza nella lavorazione di parti in plastica
TLe applicazioni più estese dei laser riguardano la lavorazione di componenti in plastica. Tra questi rientrano pannelli interni e cruscotti, montanti, paraurti, spoiler, modanature, targhe e alloggiamenti dei fari. I componenti automobilistici possono essere realizzati con vari materiali plastici come ABS, TPO, polipropilene, policarbonato, HDPE, acrilico, nonché vari compositi e laminati. I materiali plastici possono essere esposti o verniciati e possono essere combinati con altri materiali, come montanti 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 e sensori di parcheggio.
Gli alloggiamenti e le lenti dei fari in plastica trasparente spesso richiedono la rifilatura laser per rimuovere gli scarti residui dopo lo stampaggio a iniezione. I componenti dei fari sono solitamente realizzati in policarbonato per la loro trasparenza ottica, elevata resistenza agli urti, resistenza agli agenti atmosferici e resistenza ai raggi UV. Sebbene la lavorazione laser possa causare 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 elevata levigatezza, lasciando bordi puliti che non richiedono pulitura post-lavorazione o ulteriori modifiche.
Laser Magic: abbattere i confini nelle operazioni
Le operazioni laser possono essere eseguite in aree inaccessibili agli utensili tradizionali. Poiché il taglio laser è un processo senza contatto, non si verifica usura o rottura degli utensili 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 in uno spazio chiuso, eliminando la necessità di intervento da parte 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 da 125 W a superiore, a seconda del tempo necessario per completare l'operazione. Per la maggior parte delle materie 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 di ciclo totale per una serie di operazioni, è necessario considerare anche il tempo di lavorazione per selezionare opportunamente la potenza del laser.
Oltre il taglio e la finitura: espansione della potenza di lavorazione della plastica tramite laser
Le applicazioni laser nella lavorazione della plastica non si limitano al solo taglio e rifilatura. Infatti, la stessa tecnologia di taglio laser può essere utilizzata per la modifica superficiale o la rimozione della vernice da aree specifiche di materiali plastici o compositi. Quando i componenti devono essere incollati a una superficie verniciata tramite adesivo, è spesso necessario rimuovere lo strato superiore di vernice o irruvidire la superficie per garantire una buona adesione. In questi casi, i laser vengono utilizzati in combinazione con scanner galvanometrici per far passare rapidamente il raggio laser sull'area richiesta, fornendo energia sufficiente a rimuovere la superficie senza danneggiare il materiale in gran parte. È possibile ottenere facilmente geometrie precise e controllare la profondità di rimozione e la texture superficiale, consentendo di modificare facilmente il modello di rimozione in base alle esigenze.
Naturalmente, le auto non sono fatte interamente di plastica e i laser possono essere utilizzati anche per tagliare altri materiali utilizzati nella produzione automobilistica. Gli interni delle auto in genere includono vari materiali tessili, tra cui il tessuto per i rivestimenti. 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 sedili.
Anche la vera pelle e la pelle sintetica possono essere tagliate allo stesso modo per i materiali degli interni delle automobili. Anche i rivestimenti in tessuto, spesso presenti sui montanti interni di molti veicoli di consumo, vengono spesso lavorati con precisione al 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 del pezzo 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 manifatturiero automobilistico. Oltre a garantire 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 foratura, la marcatura, la saldatura, la tracciatura e l'ablazione. In altre parole, la tecnologia laser è estremamente versatile e svolge un ruolo fondamentale nel guidare il continuo sviluppo del settore automobilistico.
Con la continua evoluzione dell'industria automobilistica, le case automobilistiche stanno trovando nuovi modi per utilizzare la tecnologia laser. Attualmente, il settore sta attraversando un cambiamento radicale verso i veicoli elettrici e ibridi, introducendo il concetto di "mobilità elettrica" con la sostituzione dei tradizionali motori a combustione interna con la tecnologia di trasmissione elettrica. Ciò richiede ai produttori di adottare molti nuovi componenti e processi produttivi.
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Data di pubblicazione: 13-lug-2023