Como o fabricante de metal da Pensilvânia corta com potência de laser ultra alta

Jun 03, 2023

Uma oficina de metalurgia da Pensilvânia tem duas máquinas de corte a laser — nada fora do comum, até você perceber que elas têm 15 e 20 kW de potência de corte, respectivamente. Imagens fornecidas

O caso de negócios da indústria de fabricação de metal para alto poder de corte a laser evoluiu ao longo dos anos. Nos primeiros anos do corte a laser de CO2, mais potência permitia que você cortasse com mais rapidez e espessura. Especialmente para fabricantes personalizados, um laser de maior potência ampliou as capacidades de uma loja, que por sua vez abriu as portas para novos clientes e mercados.

Então, no final dos anos 2000, veio o laser de fibra e um jogo totalmente novo. Cortando materiais finos, um laser de fibra poderia fazer círculos ao redor de um CO2 com potência semelhante. O laser de fibra aumentou a capacidade de corte da indústria, tanto que muitas lojas lutaram para alimentar a fera. Claro, uma oficina poderia automatizar o manuseio de materiais, mas, mesmo assim, um laser que corta extraordinariamente rápido pode sobrecarregar os processos posteriores, especialmente dobra e soldagem. É sobre o rendimento do pedido ao envio: se uma loja aumenta sua capacidade de corte apenas para empurrar o gargalo rio abaixo, de que adianta todo esse poder de corte?

Acontece que todas essas suposições podem simplificar demais a estratégia semelhante ao xadrez necessária para promover o rendimento ideal, especialmente quando você se aprofunda nas operações que instalaram 10, 15 e até 20 kW de potência de corte a laser de fibra.

Um excelente exemplo, a Raytec LLC encontrou muitas vantagens em mais poder de corte. No chão de fábrica estão dois lasers de fibra, um de 15 kW e outro de 20 kW. Para entender por que o fabricante investiu em tamanho poder de corte, é necessário olhar mais de perto o tabuleiro de xadrez de produção.

Glen Zimmerman, um dos proprietários da Raytec, estava de olho no corte a laser de alta potência há anos. "No corte a laser, você precisa se manter atualizado ou estará fora do jogo", disse Zimmerman. "A tecnologia está evoluindo tão rapidamente."

Ele não estava olhando para a alta potência do laser para se gabar, mas porque a tecnologia se encaixava na estratégia geral de crescimento da loja. O avô de Zimmerman fundou a Raytec como uma pequena loja fabulosa em 1956 (a loja recebeu o nome do pai de Zimmerman, Raymond). A empresa cresceu oferecendo produtos para as indústrias de construção e agricultura, desde componentes de calhas residenciais até carrinhos especializados usados ​​em fazendas de laticínios e suínos.

À medida que a coleção de equipamentos de fabricação CNC da empresa crescia, também crescia sua demanda por trabalho de oficina. Hoje, a fábrica da empresa em New Holland, Pensilvânia, produz uma mistura de trabalho de oficina, bem como peças de chapa metálica para suas próprias linhas de produtos. Uma fábrica nas proximidades de Ephrata e um local no Missouri realizam estampagem e perfilagem para as linhas de produtos de construção da empresa.

A fábrica da New Holland, que atende a todos os três negócios - produtos de construção, produtos agrícolas e trabalho em oficinas - tem espaço limitado. Obter o máximo rendimento desse espaço impulsionou a estratégia de investimento em equipamentos da loja desde que comprou suas primeiras máquinas de corte a laser de CO2 no final dos anos 90. Ele substituiu aqueles por um laser de fibra de 4 kW na década de 2010. E então, em 2019, a loja deu seu primeiro mergulho na potência ultra-alta do laser, comprando um laser de fibra de 15 kW. Em 2020 a loja seguiu com outro laser de fibra, este todo de 20 kW. Ambos são sistemas a laser Eagle.

No corte de chapas e chapas, o próprio laser de fibra não tem sido a restrição. A incrível potência do laser de fibra existe há anos, sendo usada em soldagem especializada, militar e outras aplicações. A restrição tem sido a própria máquina de corte a laser, especificamente o cabeçote de corte a laser.

A cabeça de corte tem sido o calcanhar de Aquiles do corte a laser de ultra alta potência. Uma máquina pode ter uma estrutura sólida, acionamentos lineares e velocidades de corte muito altas, mas todas essas vantagens desaparecem se uma oficina continuar soprando cabeçotes de corte. E geralmente não é por falta de manutenção. Feixes de laser extraordinariamente de alta potência precisam de óticas extraordinariamente limpas. A menor imperfeição – como detritos infinitesimalmente minúsculos que caem de um componente móvel dentro da cabeça – pode fazer com que o calor se acumule incontrolavelmente. Da mesma forma, a substituição contínua do vidro protetor também não ajuda na limpeza nem no rendimento; os óculos de proteção não são gratuitos.