Cómo la tecnología láser hace que la fabricación sea más sostenible

Apr 16, 2023

A medida que el mundo enfrenta importantes desafíos ambientales y el calentamiento global representa una amenaza real para el futuro del mundo, los gobiernos y los consumidores están comenzando a tomar medidas. En 30 de los países más grandes del mundo, los gobiernos han implementado incentivos por valor de más de $ 17,2 billones en esfuerzos para mover las industrias hacia prácticas más ecológicas y sostenibles.

Además de los incentivos, los gobiernos están implementando leyes ecológicas que requieren que los fabricantes reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero.

Los clientes cuestionan cada vez más los intentos de los fabricantes de implementar políticas ecológicas. El 85% de los consumidores dicen que han cambiado activamente sus comportamientos de compra teniendo en cuenta la sostenibilidad.

Si bien ningún proceso industrial es 100 % ecológico, los fabricantes pueden tomar medidas proactivas para reducir e implementar tecnologías que hagan que la fabricación sea más sostenible. La tecnología láser de fibra es una de ellas y está ganando popularidad.

En este artículo, analizaremos las 5 razones principales por las que la tecnología láser de fibra es un aliado importante para impulsar a los fabricantes hacia prácticas más sostenibles.

Las fuentes de energía utilizadas en la fabricación, como el carbón, el petróleo y el gas, son perjudiciales para el medio ambiente. Mejorar la eficiencia energética es una de las claves para hacer que las operaciones de fabricación sean más sostenibles.

Si bien los láseres de dióxido de carbono (CO2) solían ser predominantes en la fabricación, los láseres de fibra ahora son más populares que nunca. Hoy en día, los láseres de fibra han mejorado significativamente la eficiencia energética. El láser de fibra típico consume de tres a cinco veces menos energía que los láseres de CO2. También requieren menos tiempo (y energía) para encenderse y tienen requisitos de enfriamiento más pequeños que sus predecesores.

Los componentes de estado sólido en los láseres de fibra también requieren menos entrada eléctrica que los láseres de CO2. Por ejemplo, un láser de fibra de 2kW puede cortar material delgado tan rápido como un láser de CO2 de 4-5kW.

La fabricación representa más de la mitad del potencial de calentamiento global (GWP) del mundo. Claramente, la industria necesita encontrar formas de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y los desechos.

Una gran cantidad de residuos se genera a partir de consumibles durante las operaciones de fabricación. Los láseres producen cero desperdicios y reemplazan muchas tecnologías que dependen en gran medida de los consumibles.

Por ejemplo, el marcado láser puede reemplazar muchos procesos que utilizan consumibles como etiquetas impresas y tinta. La limpieza con láser también puede reemplazar procesos como el pulido con chorro de arena, eliminando los medios abrasivos que requieren eliminación.

Los láseres pueden ayudar a los fabricantes a reducir su dependencia de los productos químicos al reemplazar las soluciones químicas de decapado utilizadas para la limpieza de superficies.

Muchas operaciones de fabricación aún utilizan productos químicos para eliminar los contaminantes de la superficie. En la mayoría de los casos, estos productos químicos deben manejarse para evitar la contaminación. Por ejemplo, el decapado químico utiliza varios productos químicos para eliminar los contaminantes e incluye varios pasos de enjuague. En cada etapa, el agua de enjuague debe tratarse y eliminarse adecuadamente.

Cuando solo se necesita limpiar un área específica, la limpieza con láser puede eliminar selectivamente el óxido, los óxidos, los recubrimientos y otros tipos de contaminantes de la superficie sin usar productos químicos ni requerir enjuagues químicos.

Boeing descubrió que el uso de la ablación con láser para eliminar la pintura de los aviones en lugar de la eliminación química o la limpieza con medios puede reducir los desechos peligrosos en más del 90 %.

Cuanto menor sea la huella industrial, menor será el impacto sobre el medio ambiente. La tecnología láser es excepcionalmente compacta y reduce el espacio necesario para las operaciones de fabricación.

En la fabricación de baterías, por ejemplo, una sola máquina de soldadura por láser puede ser tan eficiente como docenas de máquinas de unión de cables por ultrasonidos. Cambiar a láser puede potencialmente reducir el espacio de piso entre 400 y 800 pies cuadrados y, al mismo tiempo, reducir en gran medida el consumo de energía.

Los láseres de fibra en particular son excepcionalmente compactos. La luz láser se produce en un cable de fibra óptica. En comparación, un láser de CO2 requiere una gran cámara para mezclar gases. Los láseres de fibra suelen utilizar refrigeración por aire integrada en lugar de una unidad de refrigeración adicional. Esto reduce aún más la huella y reduce el consumo de energía.

Cuando una máquina necesita ser reemplazada, los materiales a menudo se desperdician. Luego se utilizan recursos adicionales para producir nuevos equipos. Las máquinas con una vida útil más larga contribuyen a hacer el mundo más sostenible al reducir este tipo de residuos.

Los sistemas de láser de fibra tienen estadísticas impresionantes en lo que respecta a la vida útil. La mayoría de las fuentes de láser de fibra pueden funcionar durante 100 000 horas, mucho más que la mayoría de los tipos de equipos industriales y tres veces la vida útil de un láser de CO2. Esto significa que los láseres de fibra pueden funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana durante al menos 10 años y producir resultados consistentes y de alta calidad.

A pesar de las promesas, la mayoría de los países están atrasados ​​en alcanzar los objetivos de emisión de gases de efecto invernadero. Se deben tomar medidas serias para ponerse al día y prevenir más daños ambientales. Los fabricantes deben desempeñar un papel importante en la realización de cambios para un futuro más sostenible. Las empresas que toman medidas también pueden inspirar y atraer clientes, así como nuevos talentos.

Los láseres, más específicamente los láseres de fibra, son una de las tecnologías que pueden respaldar este esfuerzo al reducir los desechos, la energía, los productos químicos y los consumibles en la fabricación.

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Sobre el Autor

Formado como Ingeniero Mecánico, Guillaume Jobin tiene más de 10 años de experiencia en automatización y control. Es especialista en aplicaciones en Laserax, donde también es miembro del Comité de Sostenibilidad Corporativa.