Lavorazione laser nella produzione in serie – precisa, efficiente e affidabile
Tre diversi processi: la lavorazione laser presso EMAG
Saldatura laser: componenti dal peso ottimizzato senza necessità di rilavorazione
La saldatura laser consente di unire componenti di precisione con un apporto di calore minimo e un'elevata riproducibilità. Soprattutto nella costruzione di trasmissioni – ad esempio nell'unione di ruota di comando e corpo di accoppiamento – questo processo garantisce componenti più compatti e cambi manuali silenziosi. Poiché le parti possono essere lavorate a finitura prima della saldatura, non è necessaria una costosa rilavorazione. Le saldatrici laser EMAG ELC sono costruite su piattaforme standardizzate e possono essere configurate in modo flessibile per creare sistemi di produzione specifici per i componenti.
Pulizia laser: veloce, a bassa manutenzione e integrabile direttamente nella linea
La pulizia laser vaporizza le impurità – tra cui lubrificanti di raffreddamento, ossidi e particelle di sporco – ad alta energia e senza l’uso di detergenti. I residui che si formano vengono estratti e neutralizzati tramite sistemi di filtraggio o catalizzatori. Il risultato: una superficie sicura dal punto di vista del processo e priva di residui, preparata in modo ideale per le fasi di lavorazione successive, come la saldatura laser. Poiché il processo è completamente integrabile nei sistemi di produzione , si evitano lunghi spostamenti dei pezzi e costosi tempi morti.
Rivestimento laser: strati protettivi di alta qualità per sollecitazioni estreme
Il rivestimento laser (LMD – Laser Metal Deposition) produce strati protettivi legati metallurgicamente con geometria definita ed elevata forza di adesione. Un campo di applicazione centrale è la produzione di dischi freno: con strati di metallo duro privi di pori e crepe è possibile raddoppiare la durata dei dischi freno e ridurre la polvere di frenata ai livelli previsti dai limiti Euro 7. A seconda della classe di veicoli sono disponibili sistemi a uno o due strati. L'elevato utilizzo della polvere, fino al 95%, rende inoltre il processo efficiente in termini di risorse.
Vantaggi
- Deformazione minima dei componenti: l'energia del raggio laser, dosabile con precisione, garantisce un basso apporto di calore e quindi componenti con deformazioni minime e dimensioni costanti.
- Integrazione completa del processo: la saldatura laser, la pulizia laser e il rivestimento laser possono essere integrati senza soluzione di continuità nelle linee di produzione esistenti – senza spostamenti dei pezzi e con tempi di presa minimi.
- Processi monitorabili digitalmente: i parametri di processo come lo spessore dello strato, la potenza del laser e le dimensioni del bagno di fusione possono essere rilevati in linea, per una garanzia di qualità senza lacune nella produzione in serie.
- Nessun materiale di consumo per la pulizia: la pulizia laser non richiede detergenti, non produce residui e richiede poca manutenzione, riducendo i costi operativi e rispettando l'ambiente.
- Elevata qualità dello strato durante il rivestimento: il processo LMD produce strati legati metallurgicamente, privi di pori e crepe, con un utilizzo della polvere fino al 95% – efficiente in termini di risorse e riproducibile.
- Nuova libertà di progettazione grazie alla saldatura laser: l'unione di materiali diversi – ad esempio materiali fusi con acciai da inserto – consente nuove geometrie dei componenti e strutture più leggere per veicoli più efficienti.
Domande e risposte
- Come funziona in linea di principio la lavorazione laser?
- Per quali componenti e materiali è adatta la lavorazione laser?
- Quali processi di lavorazione laser EMAG sono disponibili?
- Come si presenta una tipica catena di processo con lavorazione laser?
- Quali macchine utilizza EMAG per la lavorazione laser?
- Quali requisiti di qualità e tolleranza è possibile raggiungere con la lavorazione laser?
- Quali vantaggi economici offre la lavorazione laser nella produzione in serie?
Nella lavorazione laser si utilizza un raggio laser ad alta energia per unire, pulire o rivestire i materiali in modo mirato, con un apporto di calore minimo e un'elevata riproducibilità. A seconda del processo, il raggio laser viene utilizzato per fondere il materiale (saldare), per vaporizzare le impurità (pulizia) o per fondere la polvere metallica sulle superfici dei componenti (rivestimento). L'energia dosabile con precisione rende la lavorazione laser particolarmente adatta per componenti di precisione nella produzione in serie.
La lavorazione laser è adatta a un'ampia gamma di materiali metallici, tra cui acciaio, ghisa, acciaio inossidabile e varie leghe. I componenti tipici sono elementi di trasmissione come ruota di comando e corpo di accoppiamento (saldatura laser), dischi freno (rivestimento laser) e parti che devono essere liberate da lubrificanti di raffreddamento e ossidi prima di un'ulteriore lavorazione (pulizia laser). Il processo è particolarmente vantaggioso quando è necessario rispettare tolleranze strette e ridurre al minimo le deformazioni.
EMAG offre tre processi di lavorazione laser complementari: la saldatura laser per l'assemblaggio di componenti della catena cinematica e del telaio, la pulizia laser come alternativa salvaspazio alle lavatrici convenzionali e il rivestimento laser (LMD) per la creazione di strati protettivi funzionali. Tutti e tre i processi possono essere integrati in sistemi di produzione standardizzati e coordinati tra loro.
Una catena di processo collaudata nella pratica inizia con la pre-lavorazione dei singoli componenti, seguita da una pulizia laser per la preparazione senza residui delle superfici di giunzione o di rivestimento. Successivamente si procede con la saldatura laser o il rivestimento laser per la realizzazione di superfici resistenti all'usura. Nel caso dei dischi freno a cappotto , segue un processo di levigatura che porta la rugosità superficiale alle tolleranze dimensionali richieste. L'intera linea è progettata per ridurre al minimo i tempi morti e garantire un controllo qualità in linea.
Per la saldatura laser, EMAG si affida alla serie di macchine ELC, basata su piattaforme standardizzate e configurabile in base alle specifiche dei componenti. Il rivestimento laser viene eseguito, tra l'altro, sull'ELC 450 LMD, progettata appositamente per il rivestimento di dischi freno nella produzione in serie. I moduli di pulizia laser hanno una struttura compatta e possono essere integrati direttamente nei sistemi di produzione esistenti. Contattateci: saremo lieti di fornirvi consulenza sulla configurazione macchina più adatta alla vostra applicazione.
Nella saldatura laser, il basso apporto di calore consente di ottenere giunti con deformazioni minime, che possono essere utilizzati direttamente per il montaggio, senza necessità di rilavorazione. Nel rivestimento laser si ottengono spessori di strato compresi tra 100 e 250 µm con una qualità priva di pori e crepe; grazie al successivo processo di levigatura, la rugosità superficiale viene ridotta da 60 µm ai 5 µm funzionalmente necessari. La pulizia laser garantisce un'igiene affidabile senza residui di detergenti. Tutti i parametri di processo possono essere monitorati e documentati in linea.
La lavorazione laser riduce i costi operativi complessivi su più livelli: la pulizia laser non richiede materiali di consumo né lo smaltimento dei residui. Nel rivestimento laser, un utilizzo della polvere fino al 95% riduce notevolmente la perdita di materiale. Grazie all'integrazione dei processi basata sui dati, è possibile ridurre fino al 30% l'usura dei dischi abrasivi nel successivo processo di levigatura. Nel complesso, ne risulta una catena di processo notevolmente più efficiente con tempi di presa più brevi e un maggiore utilizzo degli impianti.
Tecnologie
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