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

May 22, 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 eso siempre se encuentran oportunidades para mejorar las capacidades.

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

Ha estado en el negocio desde principios de la década de 2000, viniendo a la tienda familiar después de la escuela y trabajando allí durante los veranos. Su sincronización fue impecable porque fue aproximadamente el mismo período en que Southwest Welding, que comenzó como un pequeño taller de soldadura en 1985 en Goshen, Indiana, comenzó a hacer inversiones 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 o el estampado con chorro de agua”, dijo Martin, reflexionando sobre su carrera trabajando con tecnología láser. “Incluso 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 hacer”.

Martin describió como ejemplo cómo los láseres de fibra mejoraron el 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 piezas que no tenían escoria visible, lo que les permitió omitir lo que había sido un paso de procesamiento posterior necesario: el desbarbado manual.

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

Pero el más nuevo de la familia de corte por láser es un Mazak Optiplex Nexus 3015 de 7 kW. Se instaló a finales del verano de 2021 y puso en funcionamiento sus piezas con regularidad a finales de septiembre.

Esta máquina en particular tiene capacidades de conformación de haz que, gracias a una fuente de energía láser nLIGHT y al cabezal de corte Mazak, puede crear diferentes diámetros de haz y longitudes focales para maximizar la velocidad de corte u optimizar la calidad de los bordes tanto para materiales finos como 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 perfil de haz único, uno que exhibía una densidad de potencia alta en el centro y una densidad de potencia baja en los bordes. La tecnología demostró ser extraordinaria para cortar rápidamente láminas de metal de calibre fino, en comparación con la generación anterior de láseres de CO2, pero tuvo problemas con material grueso. Los gases auxiliares simplemente no pudieron hacer lo suficiente para eliminar el metal fundido cuando el láser de fibra cortaba material grueso, lo que resultó en más escoria y fuertes estrías en el borde cortado.

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

A lo largo de los años, la tecnología de conformación de haces ha surgido 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. Switches de fibra de dos a cuatro salidas acoplados a fibras de proceso independientes. Estas opciones funcionaban, pero también eran complejas y sujetas a degradación con el uso extensivo, si no se seguían adecuadamente las instrucciones del fabricante de la máquina herramienta.

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

En lugar de que Corona se transmita a través de un cable de fibra de un solo núcleo, el láser viaja a través de un cable multinúcleo. Al controlar cuánta potencia láser pasa por cada núcleo del cable, la tecnología nLIGHT puede ofrecer diferentes perfiles de haz y ajustarlos en cuestión de milisegundos. Según los funcionarios de nLIGHT, un fabricante de metales que corta con la tecnología Corona puede pasar de un haz pequeño de tamaño puntual para una intensidad óptica máxima, adecuado para quienes cortan material de calibre fino, a un haz grande 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 muy familiarizado con las capacidades de configuración del haz de la tecnología nLIGHT, pero su representante de ventas local de Mazak le dio una visión general cuando buscaban una nueva máquina de corte por láser.

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

Al Bohlen, presidente de Mazak, 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. Esto hace que la viga sea una herramienta aún más eficaz para cortar chapa.

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 al cliente le brillarán los ojos cuando obtenga esa pieza realmente limpia", dijo. “Lo cortaremos con una forma láser que tiene un rayo [de donut] y tendrá un borde recto.

“Luego tenemos piezas para algo así como un remolque donde no tenemos que preocuparnos por los cosméticos. Podemos elegir el modo que mejor funcione para el trabajo”.

Martin añadió que ha sido emocionante ver el avance de la tecnología de corte por láser de Mazak, que puede utilizar aire como gas auxiliar, especialmente cuando se trabaja con material grueso. Admitió que lo que utiliza Southwest Welding 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 produce bordes cortados que parecen como si se hubiera utilizado nitrógeno como gas auxiliar.

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

El láser Mazak de 7 kW es también 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.

"Estamos impresionados de que ahora podemos hacer funcionar la máquina toda la noche", dijo. “Con las otras máquinas, los operadores podrían irse a casa y dejar un espacio de 0,5 pulgadas. placa con muchas piezas pequeñas para cortar en la cama de corte, y eso puede tardar un par de horas antes de que esté terminado. Eso sería todo por esta noche”.

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

La nueva máquina de corte por láser se carga periódicamente con lo que Martin llama "trabajo de producción"; piezas de acero gruesas de clientes de los sectores del transporte y la construcción. Estas piezas se solicitan periódicamente 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 consideran desafiante. La empresa tiene una máquina dedicada principalmente al corte de aluminio, y su máquina láser de fibra de 10 kW agiliza el trabajo con materiales más gruesos que otros talleres cercanos con sus propios láseres no pueden procesar con tanta eficiencia. Si combinamos las capacidades de corte con operadores de máquinas experimentados y comprometidos que están familiarizados con el trabajo recurrente y tienen el conocimiento interno para mantener las máquinas funcionando como se espera, las operaciones de corte por láser de la empresa se han convertido en una verdadera ventaja competitiva.

Ahora la atención se centra en el departamento de plegado. Martin dijo que el trabajo pendiente en las plegadoras ha aumentado y el departamento de corte por láser produce tantas piezas de 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 podrían mejorar sus capacidades de flexión. Después de tres compras más de plegadoras, Southwest Welding se ha convertido en un gran admirador de esta tecnología.

“En comparación con lo que teníamos antes, las plegadoras eléctricas nos han ayudado a aumentar nuestra precisión”, dijo. “Puedes formar 100 piezas de manera consistente y no tienes que preocuparte por la coronación. Y cada vez que actualiza con una nueva plegadora, su eficiencia mejora”.

El fabricante de metal también instaló una máquina plegadora Schröder a principios de otoño que le ayudará a doblar piezas más grandes y difíciles de manera más eficiente. Un operador puede colocar una pieza de trabajo sobre 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 contribuido 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."