Come un produttore di metalli della Pennsylvania taglia con una potenza laser ultraelevata

Aug 17, 2023

Un'officina di lavorazione dei metalli della Pennsylvania ha due macchine per il taglio laser: niente di straordinario, finché non ti rendi conto che hanno rispettivamente 15 e 20 kW di potenza di taglio. Immagini fornite

Il business case del settore della lavorazione dei metalli per l'elevata potenza di taglio laser si è evoluto nel corso degli anni. Nei primi anni del taglio laser CO2, una maggiore potenza consentiva di tagliare più velocemente e con maggiore spessore. Soprattutto per i produttori di prodotti personalizzati, un laser più potente ha ampliato le capacità di un'officina, che a sua volta ha aperto le porte a nuovi clienti e mercati.

Poi, alla fine degli anni 2000, arrivò il laser a fibra e un gioco completamente nuovo. Tagliando materiale sottile, un laser a fibra potrebbe eseguire cerchi attorno a una CO2 con potenza simile. Il laser a fibra ha spinto alle stelle la capacità di taglio del settore, tanto che molti negozi hanno faticato a nutrire la bestia. Certo, un’officina potrebbe automatizzare la movimentazione dei materiali, ma anche così, un laser che taglia in modo straordinariamente rapido può sovraccaricare i processi a valle, in particolare la piegatura e la saldatura. È una questione di produttività dall'ordine alla spedizione: se un negozio aumenta la sua capacità di taglio solo per spostare il collo di bottiglia a valle, a cosa serve tutta quella potenza di taglio?

Risulta che tutte queste ipotesi potrebbero semplificare eccessivamente la strategia simile agli scacchi necessaria per favorire una produttività ottimale, soprattutto dopo aver approfondito le operazioni che hanno installato 10, 15, persino 20 kW di potenza di taglio laser a fibra.

Un ottimo esempio: Raytec LLC ha trovato molti vantaggi in una maggiore potenza di taglio. In officina si trovano due laser a fibra, uno da 15 kW e l'altro da 20 kW. Per capire perché il produttore ha investito in una potenza di taglio così immensa è necessario dare uno sguardo più attento alla scacchiera della produttività.

Glen Zimmerman, uno dei proprietari di Raytec, stava osservando da anni il taglio laser ad alta potenza. "Nel taglio laser, devi rimanere aggiornato altrimenti sarai fuori dal gioco", ha detto Zimmerman. "La tecnologia si sta evolvendo così rapidamente."

Non puntava all'elevata potenza del laser per vantarsi, ma perché la tecnologia si adattava alla strategia di crescita complessiva del negozio. Il nonno di Zimmerman fondò Raytec come un piccolo negozio favoloso nel 1956 (il negozio prende il nome dal padre di Zimmerman, Raymond). L'azienda è cresciuta offrendo prodotti per l'edilizia e l'agricoltura, dai componenti per grondaie residenziali ai carrelli specializzati utilizzati negli allevamenti di latticini e suini.

Con la crescita della collezione di attrezzature per la fabbricazione CNC dell'azienda, è cresciuta anche la sua domanda di lavoro in officina. Oggi lo stabilimento dell'azienda a New Holland, Pennsylvania, produce un mix di lavori di officina e parti in lamiera per le proprie linee di prodotti. Uno stabilimento nella vicina Ephrata e una sede nel Missouri eseguono stampaggio e profilatura per le linee di prodotti edili dell'azienda.

Lo stabilimento New Holland, che serve tutte e tre le attività (prodotti per l'edilizia, prodotti agricoli e lavori di officina) ha uno spazio limitato. Ottenere il massimo rendimento da quello spazio ha guidato la strategia di investimento in attrezzature dell'officina da quando ha acquistato le sue prime macchine per il taglio laser a CO2 alla fine degli anni '90. Ha sostituito quelli con un laser a fibra da 4 kW negli anni 2010. E poi nel 2019 il negozio ha fatto il suo primo tuffo nella potenza del laser ultraelevata, acquistando un laser a fibra da 15 kW. Nel 2020 l'officina ha proseguito con un altro laser a fibra, tutto questo da 20 kW. Entrambi sono sistemi laser Eagle.

Nel taglio di lamiere e lastre, il laser a fibra in sé non ha rappresentato un vincolo. La potenza strabiliante del laser a fibra è in circolazione da anni, utilizzata in applicazioni specializzate di saldatura, militare e di altro tipo. Il vincolo è stato la macchina di taglio laser stessa, in particolare la testa di taglio laser.

La testa di taglio è stata il tallone d'Achille del taglio laser ad altissima potenza. Una macchina può avere un telaio solido, azionamenti lineari e velocità di taglio molto elevate, ma tutti questi vantaggi svaniscono se un’officina continua a far saltare le teste di taglio. E di solito non è per mancanza di manutenzione. I raggi laser straordinariamente potenti necessitano di ottiche straordinariamente pulite. La più piccola imperfezione, come i detriti infinitesimali che cadono da un componente in movimento all'interno della testa, può causare un accumulo incontrollabile di calore. Allo stesso modo, la sostituzione continua del vetro di copertura protettivo non aiuta né la pulizia né la produttività; i vetri di copertura non sono gratuiti.