Cómo la tecnología láser ayuda a mejorar la calidad de fabricación

Jun 30, 2023

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Las fallas de productos, los desechos y las retiradas del mercado pueden tener un impacto devastador en la reputación y los resultados finales de un fabricante. Por esta razón, el seguimiento y la solución de los problemas de calidad de fabricación y la mejora continua son cruciales en todas las industrias.

El coste de la baja calidad no siempre es fácil de evaluar, pero suele ser caro. El coste medio de la retirada de un producto es de unos 10 millones de dólares y algunos alcanzan niveles significativamente superiores.

Más allá de los duros costos de un retiro del mercado, es difícil calcular cifras sobre la insatisfacción del cliente y la confianza de los accionistas, pero una reputación dañada puede durar toda la vida. Las retiradas de productos también abren la puerta a la competencia.

Los fabricantes hacen todo lo posible para desarrollar procesos que cumplan con las especificaciones de calidad del producto y las regulaciones de la industria. Sin embargo, al mismo tiempo, necesitan mantener las líneas de producción lo más eficientes posible para mantener una alta tasa de producción, reducir el tiempo de inactividad, los cambios y la pérdida de productividad.

En la última década, las tecnologías de procesamiento de materiales por láser han demostrado ser verdaderos aliados para los fabricantes, ayudándolos a lograr calidad sin comprometer el costo y la velocidad de producción.

Es razonable decir que la tecnología láser ha cambiado la industria manufacturera. Los láseres han revolucionado muchas áreas del proceso de fabricación, permitiendo una fabricación de precisión. Estas son solo algunas de las formas en que los láseres han impactado positivamente a los fabricantes:

La tecnología láser hoy en día ha dado avances significativos incluso desde hace unos pocos años. Hoy en día, los rayos láser avanzados y las aplicaciones personalizadas permiten a los fabricantes completar procesos complejos de forma más rápida y eficiente.

Éstos son algunos de los beneficios clave.

1. Precisión

Las piezas que exigen tolerancias de fabricación estrictas necesitan herramientas de alta precisión. Esta precisión ha sido tradicionalmente un desafío, especialmente para las máquinas CNC. Con el tiempo, el estrés y el desgaste afectan la precisión hasta convertirse en un problema. Sin embargo, incluso cuando los componentes están defectuosos a nivel microscópico, pueden no cumplir con las especificaciones de fabricación.

Esta precisión es donde sobresalen los láseres. Obtiene un rendimiento consistente y altamente preciso por varias razones, entre ellas:

2. Repetibilidad

La precisión por sí sola no es suficiente para garantizar una calidad constante. Sus procesos necesitan una alta repetibilidad, especialmente en producciones de gran volumen. Los láseres ofrecen una gran repetibilidad por razones importantes:

3. Flexibilidad

La tecnología láser es ágil en su configuración, lo que la hace ideal para satisfacer las cambiantes necesidades de calidad de los fabricantes y, al mismo tiempo, ahorrar tiempo y dinero.

Los láseres incluyen una variedad de configuraciones ópticas que se pueden ajustar para cada aplicación. Los cambios de configuración se manejan mediante software, lo que hace que los cambios y las adaptaciones sean rápidos y fáciles de implementar.

La programación láser se puede adaptar para adaptarse a diferentes formas, profundidades, longitudes, velocidades y más. Estos ajustes suelen ser más complejos en máquinas que no están equipadas con tecnología láser. Por lo general, requieren cambios manuales extensos o incluso reequipamiento para adaptarse a los cambios.

Las integraciones láser también son flexibles. Se encuentran disponibles robots, transportadores y soluciones láser de mesa para adaptarse a las instalaciones actuales o a las limitaciones de espacio.

En la industria automotriz, los láseres se utilizan en casi todas las etapas del proceso de fabricación para garantizar la calidad. También se observan mejoras en la calidad en toda la industria manufacturera.

A continuación se muestran algunos ejemplos específicos que muestran cómo la precisión, la repetibilidad y la flexibilidad están marcando la diferencia.

Limpieza con láser para reemplazar el enmascaramiento de piezas

El enmascaramiento de piezas requiere mucha mano de obra y es propenso a errores humanos. Esto crea problemas de calidad al tiempo que aumenta los desechos, el retrabajo y los costos. Puede ralentizar todo el proceso de recubrimiento y provocar acabados de mala calidad.

Se está utilizando limpieza láser localizada para reemplazar el enmascaramiento de piezas. Los fabricantes recubren toda una superficie y limpian el área deseada en lugar de enmascarar las áreas que deben protegerse del recubrimiento. Esto no sólo ahorra tiempo, sino que también limpia las piezas con precisión.

La limpieza con láser simplemente elimina los contaminantes de un área específica y deja intactas otras áreas. El proceso es rápido y totalmente automatizado, lo que evita errores manuales y acelera el proceso.

Texturizado localizado para reemplazar la limpieza abrasiva

Los métodos de granallado abrasivo, como el granallado y el granallado, son eficaces, pero imprecisos y pueden dañar las superficies. En comparación, el texturizado por láser es un proceso altamente controlado que permite texturizar áreas precisas sin dañar las superficies. Por ejemplo, se utiliza para preparar superficies para recubrimientos como los aerosoles térmicos.

Si bien el granallado puede dañar la superficie al crear microfisuras e inclusiones, el texturizado con láser previene la formación de grietas al grabar patrones específicos que fortalecen la superficie.

Los métodos de voladura también pueden tener un costo prohibitivo, especialmente para grandes operaciones de fabricación. Los medios de voladura también deben reciclarse y reemplazarse. El texturizado por láser logra los mismos objetivos con costos operativos más bajos al crear micropatrones en superficies con precisión micrométrica y repetibilidad exacta. Esto aumenta la adherencia a la superficie, la humectabilidad, la conductividad térmica y la fricción.

Marcas resistentes al tratamiento posterior

Es esencial garantizar la transparencia y la rendición de cuentas a lo largo de la cadena de suministro. Hoy en día, los fabricantes necesitan documentar cada componente tanto para cumplir con los requisitos de seguridad como para cumplirlos.

La trazabilidad y la calidad de las piezas van de la mano. En las últimas décadas, los OEM han mejorado sus capacidades de trazabilidad para gestionar mejor las retiradas del mercado y la falsificación de productos.

La trazabilidad desde la cuna hasta la tumba exige que los fabricantes implementen la trazabilidad tan pronto como se crean las piezas para que puedan rastrearse con precisión durante todo el proceso de fabricación y posteriormente.

Los fabricantes que utilizan el marcado láser pueden generar marcas que sobreviven a un desgaste excepcional, incluido el granallado, el recubrimiento electrónico, el recubrimiento en polvo y los tratamientos térmicos. Con otras tecnologías de marcado, estos procesos posteriores pueden borrar las identificaciones de los productos o hacerlos ilegibles.

Soldadura láser para reemplazar la unión de cables ultrasónicos

La soldadura láser se ha convertido en una alternativa a la unión de cables ultrasónicos en la fabricación de baterías al realizar conexiones entre baterías y barras colectoras.

La unión ultrasónica es un proceso lento que requiere múltiples máquinas y un espacio significativo para cumplir con los requisitos de producción. Los láseres se han utilizado durante algún tiempo para limpiar y preparar superficies para la unión de cables ultrasónicos, lo que requiere una superficie limpia y sin contaminantes para formar una unión firme y obtener una superficie final con baja resistividad. Esta se ha convertido en una solución estándar para evitar la abrasión que puede dañar los componentes de la batería.

Sin embargo, la unión ultrasónica tiene limitaciones. Por ejemplo, sólo se puede utilizar para juntas superpuestas. No se pueden hacer soldaduras para encajar en espacios pequeños, lo que limita los diseños de baterías. Muchos fabricantes están comenzando a reemplazar la unión ultrasónica con soldadura láser en diseños más nuevos.

La soldadura láser puede acelerar el proceso y minimizar la huella al reemplazar unas diez máquinas por una sola. La soldadura láser puede funcionar con superficies de diferente calidad, no requiere una fuerza sustancial para sujetar las piezas durante el proceso y ofrece zonas mínimas afectadas por el calor.

La soldadura láser también ayuda a mejorar la calidad de las soldaduras al generar menos puntos de falla y menos retrabajos.

La tecnología láser ha avanzado dramáticamente en los últimos años y su avance continúa cambiando la industria manufacturera. Con la tecnología láser, los fabricantes pueden preocuparse menos por los problemas de calidad que ocurren con las tecnologías tradicionales, lo que genera menos tiempo de inactividad, menos retrabajo y una mejor adaptabilidad para mantener la calidad y la repetibilidad.

Keven Tremblay Es técnico en electricidad y automatización desde hace más de seis años. Keven es ahora un especialista en ventas técnicas en Laserax para presentar a los clientes las mejores soluciones láser. Su experiencia en programación de PLC y diseño eléctrico, así como en sistemas de visión, le permite evaluar mejor las necesidades de los clientes y ofrecerles soluciones automatizadas industriales adaptadas. www.laserax.com