O blanking a laser chega ao OEM automotivo

Jun 16, 2023

Dois transportadores telescópicos largos se movem em conjunto sob as cabeças de corte a laser ativas, mantendo uma folga consistente por baixo para a evacuação de fumaça e material fundido.

Um dia, no início de 1974, os então editores de The FABRICATOR examinaram um manuscrito sobre uma tecnologia de ponta que passou anos no laboratório, mas estava começando a aparecer no chão de fábrica. Ao lado de uma foto granulada de um laser de CO2 de 500 watts montado em uma máquina de corte com oxicorte, o artigo afirmava: "Agora, depois de todos esses anos de promessa, os lasers se tornaram uma ferramenta de metalurgia aceitável."

Isso acabou sendo um eufemismo. Todos esses anos depois, o laser domina a fabricação de chapas metálicas de precisão. Ele floresceu em parte por causa de sua capacidade de cortar qualquer forma em qualquer orientação. Os layouts aninhados em um laser de mesa em uma oficina de alto mix de produtos e baixo volume lembram obras de arte.

Obviamente, à medida que os volumes de pedidos aumentam, o corte a laser tradicionalmente faz menos sentido econômico. Isso permaneceu assim mesmo quando o laser de fibra tomou conta do mercado há mais de uma década. Um laser de fibra incrivelmente rápido parece incrivelmente produtivo, mas a cabeça de corte ainda precisa traçar o perfil da peça.

Uma prensa de estampagem pode cortar o perfil de uma peça bruta de uma só vez, daí o domínio da prensa de estampagem em peças brutas de alto volume, particularmente na indústria automotiva. Não há como um laser superar uma linha de estampagem tradicional com prensas mecânicas de estampagem, certo?

Não necessariamente. As linhas de corte a laser chegaram a alguns dos primeiros usuários em todo o mundo, incluindo a SET Enterprises, um centro de serviços de metal com sede em Michigan. Em 2016, a Daimler instalou duas linhas de blanking a laser na fábrica da Mercedes-Benz em Kuppenheim, na Alemanha. Mais uma linha de blanking a laser iniciou a produção em outra fábrica da Mercedes-Benz na Alemanha no início deste ano, e uma quarta linha está em fase de montagem.

As mais recentes linhas de corte a laser exibem a flexibilidade "sem ferramentas" que a maioria dos fabricantes de metal com lasers de corte de base plana têm desfrutado há anos. Mas algumas linhas de blanking a laser também correspondem, e às vezes excedem, a velocidade de muitas linhas de blanking baseadas em impressão instaladas em todo o mundo. É uma façanha que os editores do FABRICATOR em 1974 provavelmente não poderiam ter imaginado.

O termo laser blanking não é novo, mas pode gerar confusão, especialmente para quem está fora da cadeia de suprimentos automotiva. Não está de forma alguma relacionado a "blocos soldados sob medida", às vezes chamados de "blocos soldados a laser", nos quais diferentes perfis de corte são unidos por soldagem a laser para criar um único bloco com propriedades adaptadas à aplicação.

O conceito por trás do laser blanking nos EUA remonta à década de 1990. Por volta da virada do milênio, um consórcio de várias empresas chamado Laser Blanking Central fez uma pergunta que, em retrospecto, estava à frente de seu tempo: e se uma prensa de estampagem pudesse ser substituída por um sistema de corte a laser alimentado por bobina?

O grupo, que incluía empresas como DCT em Sterling Heights, Michigan, e Alabama Laser Systems em Munford, Alabama, juntamente com especialistas em laser como Charles Caristan (agora um membro técnico da Air Liquide), desenvolveu alguns conceitos iniciais. Uma bobina seria alimentada em um nivelador de precisão e, em seguida, em uma mesa de corte a laser, após a qual robôs ou outros dispositivos descarregariam as peças cortadas e (quando necessário) descartariam o esqueleto. Desde então, o avanço da tecnologia, incluindo o laser de fibra de alto brilho, tornou esse conceito uma realidade.

A indústria automobilística de hoje tem mais variações de modelo do que nunca, o que obviamente tornou as mudanças de matriz um alvo de melhoria. A troca de matrizes em um minuto (SMED) é uma ótima ideia, mas não ter uma matriz para trocar é ainda melhor.

Cada uma das três cabeças de laser do sistema tem seu próprio pórtico.

Uma matriz de blanking é mais econômica quando produz blanks com linhas retas e ângulos. Um laser prefere trabalhar com uma peça bruta contornada, onde a cabeça de corte nunca precisa desacelerar totalmente, girar e acelerar em uma esquina afiada - e acontece que muitas dessas formas contornadas ajudam na conformabilidade em uma prensa de estampagem, particularmente para o processo de desenho. Independentemente da forma do blank, o blanking a laser permite que os engenheiros o ajustem para uma melhor conformação.