Por qué un fabricante de metales de Indiana sigue mejorando sus capacidades de corte por láser

Mar 20, 2023

El fabricante de metales Southwest Welding de Wakarusa, Indiana, considera que la nueva tecnología de corte por láser es demasiado impresionante como para ignorarla. Por lo tanto, siempre está encontrando oportunidades para actualizar las capacidades.

Lyle Martin tiene solo 32 años, pero podrías considerarlo de la vieja escuela cuando se trata de corte por láser.

Ha estado dando vueltas por el negocio desde principios de la década de 2000, viniendo a la tienda familiar después de la escuela y trabajando allí en los veranos. Su sincronización fue impecable porque fue aproximadamente en el mismo período en que Southwest Welding, que comenzó como un pequeño taller de soldadura en 1985 en Goshen, Indiana, comenzó a invertir en equipos de corte de chapa más sofisticados. De hecho, Southwest Welding compró su primera máquina de corte por láser en 2007.

Después de terminar su carrera escolar, se unió a Southwest Welding a tiempo completo.

"El corte por láser realmente ha ampliado las capacidades de lo que podemos hacer, especialmente en comparación con el corte por chorro de agua o el estampado", dijo Martin, reflexionando sobre su carrera trabajando con tecnología láser. "Incluso con las generaciones anteriores de tecnología de CO2, ofrecían mucho. Pero cuando compramos nuestro primer láser de fibra en 2015, pudimos hacer muchas cosas que antes no podíamos".

Como ejemplo, Martin describió cómo los láseres de fibra mejoraron su procesamiento de piezas de aluminio, muchas de las cuales están vinculadas a los clientes de la industria de la navegación de recreo. El láser de CO2 podía procesar el aluminio, pero la máquina era increíblemente lenta en comparación con la capacidad del láser de fibra para atravesar el material. La fibra también produjo partes que no tenían escoria perceptible, lo que les permitió omitir lo que había sido un paso de procesamiento de seguimiento necesario: el desbarbado manual.

Hoy, Southwest Welding tiene alrededor de 160,000 pies cuadrados de espacio de fabricación ubicado en seis edificios en su campus de Wakarusa, Indiana. En el Edificio 2 es donde encontrará las cinco máquinas de corte por láser 2D Mazak Optonics de Martin y la empresa: una máquina de CO2 y cuatro máquinas de corte por láser de fibra. (La empresa también tiene dos máquinas de corte por láser de tubos Mazak).

Pero lo más nuevo en la familia de corte por láser es un Mazak Optiplex Nexus 3015 de 7 kW. Se instaló a fines del verano de 2021 y las piezas se ejecutan regularmente a finales de septiembre.

Esta máquina en particular tiene capacidades de modelado de haz que, gracias a una fuente de energía láser nLIGHT y al cabezal de corte Mazak, puede crear diferentes diámetros de haz y distancias focales para maximizar la velocidad de corte u optimizar la calidad del borde para materiales delgados y gruesos.

"Esto nos ha presentado muchas opciones y estamos realmente impresionados con eso", dijo Martin.

En el pasado, la mayoría de las máquinas de corte por láser de fibra se vendían con fuentes de energía que podían generar un solo perfil de haz, uno que exhibía una alta densidad de potencia en el centro y una baja densidad de potencia en los bordes. La tecnología demostró ser extraordinaria en el corte rápido de láminas de metal de calibre delgado, en comparación con la generación anterior de láseres de CO2, pero tuvo problemas con materiales gruesos. Los gases auxiliares simplemente no podían hacer lo suficiente para despejar el metal fundido cuando el láser de fibra estaba cortando material grueso, lo que generaba más escoria y estrías profundas en el borde cortado.

El fabricante de metales Southwest Welding de Wakarusa, Indiana, siempre encuentra oportunidades para mejorar las capacidades de corte por láser.

A lo largo de los años, ha surgido la tecnología de modelado de haces para mejorar el corte de materiales gruesos con un láser de fibra, pero dependía demasiado de cabezales de corte especializados, acopladores de fibra a fibra que variaban las condiciones de lanzamiento en la fibra o fibra a fibra. conmutadores de fibra de dos a cuatro salidas acoplados a fibras de proceso independientes. Estas opciones funcionaron, pero también eran complejas y estaban sujetas a degradación por el uso extensivo, si no se seguían correctamente las instrucciones del fabricante de la máquina herramienta.

Eso llevó a los investigadores de nLIGHT a buscar una manera de ofrecer un ajuste de tamaño de punto que pudiera realizarse directamente desde la fuente láser. Ese trabajo resultó en la fuente de energía láser nLIGHT llamada Corona.

En lugar de que Corona se entregue a través de un cable de fibra de un solo núcleo, el láser viaja a través de un cable de múltiples núcleos. Al controlar la cantidad de energía láser que pasa por cada núcleo del cable, la tecnología nLIGHT puede generar diferentes perfiles de haz y ajustarlos en cuestión de milisegundos. Según los funcionarios de nLIGHT, un fabricante de metal que corta con la tecnología Corona puede pasar de un haz de luz de tamaño de punto pequeño para obtener la máxima intensidad óptica, adecuado para aquellos que cortan material de calibre delgado, a un haz de gran tamaño en forma de rosquilla, donde la alta potencia la densidad fue excelente en el anillo exterior, buena para cortar placas con una calidad de borde similar al CO2, sin estrías.

Martin dijo que no estaba realmente familiarizado con las capacidades de modelado de haces de la tecnología nLIGHT, pero su representante de ventas local de Mazak le dio una descripción general cuando buscaban una nueva máquina de corte por láser.

"Definitivamente estábamos emocionados de tener eso en nuestras instalaciones", dijo.

Al Bohlen, presidente de Mazak, le dijo a The FABRICATOR en una entrevista a principios de 2022 que la compañía había desarrollado un cabezal de corte que puede acomodar un haz de mayor diámetro emitido por la fibra Corona y luego enviar ese haz a través del centro de un pequeño orificio de boquilla. Eso hace que la viga sea una herramienta aún más efectiva para cortar placas.

Martin dijo que los diferentes modos de haz disponibles en la nueva máquina de corte por láser han llevado a la empresa a especificar condiciones de corte para ciertos clientes.

"Tenemos piezas que son bastante complejas, y sabemos que el cliente tendrá un brillo en sus ojos cuando obtenga esa pieza realmente bien definida", dijo. "Lo cortaremos con una forma de láser que tiene un rayo [donut] y tendrá un borde recto.

"Luego tienes partes para algo como un remolque donde no tenemos que preocuparnos por los cosméticos. Podemos elegir el modo que funciona mejor para el trabajo".

Martin agregó que ha sido emocionante ver el avance de la tecnología de corte por láser Mazak donde puede usar aire como gas auxiliar, especialmente cuando se trabaja con material grueso. Admitió que lo que Southwest Welding usa no es aire de taller, sino aire ultraseco a alta presión. Los resultados han sido impresionantes, según Martin, porque este tipo de corte con aire está produciendo bordes cortados que parecen como si se hubiera usado nitrógeno como gas auxiliar.

El fabricante de metales Southwest Welding de Wakarusa, Indiana, siempre encuentra oportunidades para mejorar las capacidades de corte por láser.

El láser Mazak de 7 kW también es el primero de la familia Southwest Welding en tener capacidades de carga y descarga automatizadas. Martin dijo que la velocidad de corte de la máquina realmente los obligó a considerar el manejo automatizado de materiales cuando antes no habían invertido en eso.

"Nos ha impresionado que ahora podamos hacer funcionar la máquina toda la noche", dijo. "Con las otras máquinas, los operadores podrían irse a casa y dejar una placa de 0,5 pulgadas con muchas piezas pequeñas para cortar en la plataforma de corte, y eso podría demorar un par de horas antes de que esté terminado. Eso sería todo por la noche."

"La automatización definitivamente nos ha ayudado a aumentar nuestra capacidad de corte por láser".

La nueva máquina de corte por láser se carga regularmente con lo que Martin llama "trabajo de producción"; piezas gruesas de acero de clientes de los sectores del transporte y la construcción. Estas piezas se piden mensualmente, pero los volúmenes pueden variar según las condiciones del mercado.

Martin dijo que la combinación de equipos de corte por láser ha llegado al punto en que Southwest Welding puede asumir el trabajo que otros encuentran desafiante. La empresa tiene una máquina dedicada principalmente al corte de aluminio, y su máquina láser de fibra de 10 kW hace un trabajo rápido con materiales más gruesos que otros talleres cercanos con sus propios láseres no pueden procesar con tanta eficiencia. Combine las capacidades de corte con operadores de máquinas experimentados y comprometidos que estén familiarizados con el trabajo recurrente y tengan el conocimiento interno para mantener las máquinas funcionando según lo esperado, y las operaciones de corte por láser de la compañía se han convertido en una ventaja competitiva real.

Ahora el foco está en el departamento de plegado. Martin dijo que la acumulación de pedidos ha aumentado en las prensas plegadoras con el departamento de corte por láser que produce tantas piezas de una manera más eficiente que años antes.

Southwest Welding tiene dos frenos hidráulicos y cuatro eléctricos. Después de ver los frenos eléctricos SafanDarley en FABTECH, Martin dijo que él y sus colegas estaban interesados ​​en cómo podían mejorar sus capacidades de flexión. Tres compras más de prensas dobladoras después, y Southwest Welding se ha convertido en un gran admirador de la tecnología.

"En comparación con lo que solíamos tener, las prensas dobladoras eléctricas nos han ayudado a aumentar nuestra precisión", dijo. "Puede formar 100 piezas de manera consistente y no tiene que preocuparse por la coronación. Y cada vez que actualiza con una nueva prensa plegadora, su eficiencia mejora".

El fabricante de metal también instaló una máquina plegadora Schröder a principios del otoño que lo ayudará a doblar piezas más grandes y difíciles de manera más eficiente. Un operador puede colocar una pieza de trabajo en una mesa para maniobrar fácilmente y luego dejar que la barra oscilante cree las formas.

Es un ejemplo más de cómo Southwest Welding adopta la tecnología para mantenerse al día con las crecientes oportunidades comerciales. También ha ayudado a que la vida en el edificio de corte por láser sea bastante emocionante.

"Definitivamente he visto muchos avances tecnológicos y modelos láser a lo largo de los años", dijo Martin. "Ha sido muy bueno".