Dado que las aplicaciones láser en la industria automotriz han crecido drásticamente a lo largo de los años, esta tecnología ahora juega un papel clave en la fabricación de piezas para automóviles. Aunque la soldadura y el corte por láser solían ser los usos principales, el grabado, el etiquetado y el marcado ahora representan una parte considerable de todas las aplicaciones láser. Este artículo proporciona una comprensión integral de las implicaciones de los láseres en la fabricación.
Índice del contenido
El mercado del procesamiento láser
El predominio de los láseres en la fabricación de automóviles
Futuro de los láseres en la fabricación de automóviles
El mercado del procesamiento láser
El mercado del láser valía USD 17.48 mil millones en 2021 y se espera que crezca a una CAGR del 9.1% para llegar a USD 38.22 mil millones para 2030. Los láseres han ganado popularidad en la fabricación debido a su capacidad para producir componentes de alta calidad con alta eficiencia, velocidad y flexibilidad, lo que reduce los costos.
El mercado de láseres industriales ha crecido debido a una mayor dependencia de la automatización para mejorar la precisión y la productividad. Se prevé que el mercado del láser se expanda rápidamente debido a la creciente demanda de láseres de alta precisión para diversas aplicaciones.
Continúe leyendo para conocer los beneficios de la tecnología láser, sus aplicaciones y su futuro en la fabricación.
El predominio de los láseres en la fabricación de automóviles
Los fabricantes de automóviles buscan constantemente formas de optimizar sus procesos para reducir costos y aumentar los ingresos al acortar los tiempos de montaje. La producción automotriz más moderna está automatizada y los robots se hacen cargo de muchas operaciones tradicionales. Láseres ahora se utilizan junto con esta tecnología para aumentar la productividad, entre una gran cantidad de otros beneficios que se tratarán más adelante.
Los textiles, los plásticos, el caucho y el vidrio se utilizan en la fabricación de automóviles y todos pueden procesarse mediante un sistema láser. De hecho, láseres se utilizan en todas las etapas del proceso de fabricación del automóvil, tanto en interiores como en exteriores.
Además de usarse en la producción en masa de vehículos, los láseres también se usan en industrias de alta gama para fabricar automóviles personalizados. Aquí el objetivo no es aumentar la velocidad de producción sino mejorar la calidad y reducir el desperdicio de materiales.
Ventajas de la tecnología láser en la industria del automóvil
1. Tasa de alta precisión
Los últimos láseres son altamente necesidad y entregar consistentemente resultados de alta calidad. Anteriormente, el único defecto de los láseres eran los errores causados por las variaciones de posición de las piezas, pero los láseres modernos utilizan cámaras de visión para verificar el posicionamiento y reducir los errores.
Los sistemas láser también pueden funcionar sin cámaras, confiando en cambio en una configuración óptica especial para contrarrestar las variaciones de profundidad. Moderno los láseres pueden tolerar variaciones de profundidad de +/-3 mm durante el procesamiento, lo que da como resultado una calidad constante incluso con variaciones de profundidad significativas.
2. Cambios convenientes
Aunque el tiempo requerido para los cambios es necesario, este tiempo adicional afecta la productividad. Afortunadamente, con láseres, los cambios de sistema solo tardan unos segundos. Los cambios pueden ser completamente automatizados y precisos a medida que ocurren con la ayuda de un sistema de software.
3. Alta velocidad de procesamiento
Los láseres tienen un alto procesamiento velocidad, lo que marca una diferencia significativa para los fabricantes de automóviles. La velocidad de procesamiento se puede aumentar en aplicaciones de procesamiento de materiales al duplicar la potencia del láser. Un láser de 200 W, por ejemplo, puede funcionar el doble de rápido que un láser de 100 W.
4. Disminución de residuos
Los láseres funcionan sin consumibles, lo que genera un desperdicio significativamente menor. Láseres ayudar a los fabricantes a reducir su dependencia de consumibles como medios abrasivos, cinta adhesiva, productos químicos, etiquetas y tinta. Además, los láseres no provocan el desgaste de las herramientas, que de lo contrario sería una fuente de desperdicio.
5. Acomodar pequeños espacios de fabricación
El espacio de fabricación es costoso y las máquinas nuevas generalmente requieren acceso a grandes espacios de trabajo. Afortunadamente, los avances en láser La tecnología ahora hace posible que las máquinas láser funcionen de manera eficiente en tamaños compactos. Son excelentes para líneas de fabricación compactas con espacio de piso restringido. Por ejemplo, una máquina láser de cama plana mide solo 2 × 4 pies de altura.
6. Flexibilidad
Los láseres son versátiles y pueden manejar varios componentes y materiales. Se utilizan en diferentes procesos como limpieza, taladrado, soldadura, grabado y marcado. Él láser los parámetros también se pueden cambiar en cualquier momento, lo que le permite realizar múltiples operaciones.
Debido a que la profundidad de la ablación y la textura de la superficie se pueden controlar, los láseres pueden operar en superficies complejas. Esta adaptabilidad elimina la necesidad de múltiples pasos de procesamiento y máquinas.
Láseres pueden procesar cualquier superficie donde pueda viajar la luz, lo que les permite procesar geometrías complejas que de otro modo serían difíciles con herramientas estándar.
Aplicaciones de la tecnología láser en la industria automotriz
Las piezas de plástico como pilares, parachoques, alerones, paneles del tablero, molduras, placas de matrícula y carcasas de luces se procesan comúnmente con láseres. Estos componentes están hechos de plásticos como TPO, ABS, HDPE, policarbonato y polipropileno.
Los láseres se utilizan para perforar orificios, cortar materiales para interruptores, sensores y otros componentes, y eliminar el exceso de plástico del proceso de moldeo por inyección. Debido a que muchas de las piezas que se procesarán son tridimensionales, muchas aplicaciones funcionan en conjunto con los sistemas de robots.
Plástico láser el procesamiento no se limita a recortar y cortar; la misma tecnología también se puede utilizar para la modificación de superficies y la eliminación de pintura. Esto es necesario cuando se fija un componente con adhesivos a una superficie pintada porque se debe quitar la pintura o raspar la superficie para una mejor adherencia.
Aparte de los plásticos, láseres se utilizan para cortar otros materiales, como textiles, para los interiores. La velocidad de procesamiento variará según el tipo de material y su grosor, pero un láser con más potencia podrá cortar a mayor velocidad.
Las telas sintéticas se cortan suavemente con bordes limpios y sellados para garantizar que el material no se desvíe durante el ensamblaje. Se puede cortar cuero artificial y natural para tapicería de automóviles utilizando la misma tecnología. Láseres se utilizan con frecuencia para cubrir los pilares interiores de los vehículos.
Los automóviles híbridos y eléctricos se están apoderando rápidamente del mercado automotriz, lo que obliga a los fabricantes a adoptar nuevas tecnologías. Los coches eléctricos utilizan horquillas de cobre que generan un campo magnético. Estas horquillas están recubiertas de esmalte dieléctrico, que debe retirarse parcialmente antes de poder soldarlas. Láseres hacer eficientemente todo este proceso.
La soldadura láser proporciona soluciones rentables y eficientes para la unión de carrocerías en blanco (BIW) a base de acero. La rigidez de la unión por láser aumenta en proporción directa a la resistencia de la soldadura por láser. La optimización de la forma de soldadura por láser reduce significativamente el riesgo de fractura.
Láseres de disco y fibra
La tecnología láser más reciente es la de disco y fibra láseres, que proporcionan mayor potencia con una mejor divergencia del haz. Estos sistemas de soldadura láser producen soldaduras mejores y más livianas que las herramientas convencionales.
Además, proporcionan completa flexibilidad a los diseñadores con respecto a la ubicación y la geometría de las soldaduras sin sacrificar la velocidad. Pueden reducir la cantidad de soldaduras requeridas, mejorar la seguridad del vehículo y reducir los costos de fabricación.
El futuro de los láseres en la fabricación de automóviles
Aunque los láseres de fibra y de disco son la innovación más reciente en la fabricación de automóviles, los láseres de diodo eventualmente los reemplazarán. Los láseres de diodo se están preparando actualmente para reemplazar otras herramientas en aplicaciones de soldadura fuerte. Se abrirán paso en la fabricación de automóviles con el mayor uso de materiales plásticos.
Sin embargo, la aplicación de los láseres en la fabricación de automóviles dependerá del diseño de los automóviles en el futuro. Es probable que aumente el uso de láseres gracias a los diseños inspirados en los marcos espaciales. Sin embargo, otras tecnologías pueden hacer un buen uso de materiales como los compuestos y el magnesio.
