La tranciatura laser raggiunge l'OEM automobilistico

Dec 27, 2023

Due ampi trasportatori telescopici si muovono in tandem sotto le teste di taglio laser attive, mantenendo uno spazio costante al di sotto per l'evacuazione dei fumi e del materiale fuso.

Un giorno, all'inizio del 1974, gli allora redattori di The FABRICATOR esaminarono un manoscritto su una tecnologia all'avanguardia che aveva trascorso anni in laboratorio ma che proprio allora stava iniziando a fare la sua comparsa nei reparti di produzione. Accanto a una foto sgranata di un laser CO2 da 500 watt montato su una macchina da taglio a ossitaglio, l'articolo affermava: "Ora, dopo tutti questi anni di promesse, i laser sono diventati uno strumento accettabile per la lavorazione dei metalli".

Questo si è rivelato un eufemismo. Dopo tutti questi anni, il laser domina la fabbricazione di lamiera di precisione. È sbocciato in parte grazie alla sua capacità di tagliare qualsiasi forma con qualsiasi orientamento. I layout annidati su un laser a letto piatto in un'officina con un elevato mix di prodotti e bassi volumi assomigliano a opere d'arte.

Naturalmente, con l’aumento dei volumi degli ordini, il taglio laser tradizionalmente ha avuto meno senso dal punto di vista economico. Ciò è rimasto vero anche quando il laser a fibra ha preso d'assalto il mercato più di dieci anni fa. Un laser a fibra straordinariamente veloce sembra incredibilmente produttivo, ma la testa di taglio deve comunque tracciare il profilo della parte.

Una pressa per stampaggio può tagliare il profilo di un pezzo grezzo tutto in una volta, da qui il dominio della pressa per stampaggio nella tranciatura di grandi volumi, in particolare nell'industria automobilistica. Non è possibile che un laser possa superare una linea di tranciatura tradizionale con presse meccaniche, giusto?

Non necessariamente. Le linee di tranciatura laser si sono fatte strada tra alcuni dei primi utilizzatori in tutto il mondo, tra cui SET Enterprises, un centro di servizi per metalli con sede nel Michigan. Nel 2016 Daimler ha installato due linee di tranciatura laser presso lo stabilimento Mercedes-Benz di Kuppenheim, in Germania. All'inizio di quest'anno in un altro stabilimento Mercedes-Benz in Germania è stata avviata la produzione di un'altra linea di tranciatura laser, mentre una quarta linea è in fase di assemblaggio.

Le ultime linee di tranciatura laser mostrano la flessibilità "senza utensili" di cui la maggior parte dei produttori di metalli con laser di taglio a letto piano hanno goduto per anni. Ma alcune linee di tranciatura laser eguagliano, e talvolta superano, la velocità di molte linee di tranciatura basate su presse installate in tutto il mondo. È un'impresa che gli editori di The FABRICATOR nel 1974 probabilmente non avrebbero potuto immaginare.

Il termine tranciatura laser non è nuovo, ma può creare confusione, soprattutto per chi è esterno alla catena di fornitura automobilistica. Non è in alcun modo correlato ai "grezzi saldati su misura", a volte chiamati "grezzi saldati al laser", in cui diversi profili di taglio vengono uniti mediante saldatura laser per creare un unico pezzo grezzo con proprietà su misura per l'applicazione.

Il concetto alla base della tranciatura laser negli Stati Uniti risale agli anni '90. Verso la fine del millennio, un consorzio multiaziendale chiamato Laser Blanking Central si pose una domanda che, in retrospettiva, era in anticipo sui tempi: e se una pressa di tranciatura potesse essere sostituita da un sistema di taglio laser alimentato da bobina?

Il gruppo, che comprendeva aziende come DCT a Sterling Heights, Michigan, e Alabama Laser Systems a Munford, Ala., insieme ad esperti di laser come Charles Caristan (ora membro tecnico di Air Liquide), ha sviluppato alcuni concetti iniziali. Una bobina verrebbe inserita in una livellatrice di precisione, quindi in un letto di taglio laser, dopo di che robot o altri dispositivi scaricherebbero le parti tagliate e (quando necessario) eliminerebbero lo scheletro. Da allora, la tecnologia avanzata, compreso il laser a fibra ad alta luminosità, ha reso questo concetto una realtà.

L'industria automobilistica di oggi ha più varianti di modello che mai, il che ovviamente ha reso le modifiche agli stampi un obiettivo di miglioramento. Lo scambio di matrici in un solo minuto (SMED) è un'ottima idea, ma non avere una matrice da cambiare è ancora meglio.

Ognuna delle tre teste laser del sistema ha il proprio portale.

Una matrice per tranciatura è più economicamente vantaggiosa quando produce pezzi grezzi con linee rette e angoli. Un laser preferisce lavorare con un pezzo grezzo sagomato, in cui la testa di taglio non deve mai decelerare completamente, girare e accelerare attorno a un angolo acuto, e si dà il caso che molte di queste forme sagomate aiutino la formabilità in una pressa per stampaggio, in particolare per il processo di disegno. Indipendentemente dalla forma del pezzo grezzo, la tranciatura laser consente agli ingegneri di modificarla per una migliore formatura.