Máquina de corte por láser 2D: Cuatro aspectos para elegir una mesa de corte por láser

Desde hace algunos años, los fabricantes de máquinas de corte por láser prefieren integrar fuente láser de fibra en sus máquinas en lugar de fuentes de CO2, lo que favorece al usuario, que se beneficia de unos costes de explotación reducidos: no requiere gas de resonador, bajos costes de mantenimiento, etc.
Los principales fabricantes de máquinas láser se muestran unánimes respecto al interés y la relevancia de las fuentes de fibra, por lo que ha dejado de ser un tema de discusión.

El corte por láser de fibra es un auténtico logro tanto en lo que respecta a la calidad de las piezas cortadas como desde un punto de vista de la productividad. Metal-Inteface ha consultado a los principales fabricantes sobre los criterios que se deben privilegiar a la hora de elegir una mesa de corte por láser.

Christophe Berquet, de Prima-Power, considera que «el control global de la máquina, los softwares y los parámetros de corte son elementos esenciales que se deben tener en cuenta en la elección del fabricante».

Por su parte, Loïc Vicaud, de Trumpf dice lo siguiente: «Hoy en día, una máquina láser debe orientarse hacia un objetivo: el de trabajar de forma autónoma con una mínima intervención del operador».

Franck Ferrari, de Amada, insiste en «la importancia de evaluar el coste por pieza y/o el coste de funcionamiento de la máquina para hacer una óptima elección de la máquina».

En este sentido, Hugues Cousseau, de Bystronic, comenta lo siguiente: «Para elegir el formato, la potencia y los automatismos de una máquina láser 2D, es fundamental conocer bien las producciones, los volúmenes y los plazos de producción previstos con la nueva máquina».

De ello se desprende que debamos tener en cuenta cuatro aspectos en esta elección: el pliego de condiciones, la producción de la máquina, la flexibilidad y la evaluación del coste de explotación.

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Los aspectos relacionados con la automatización serán objeto de un artículo específico.

 

En primer lugar, el industrial que desee invertir en una máquina de corte por láser haría bien en reunir los datos sobre las producciones previstas y el contexto específico de su empresa, a saber:

• Los materiales que se van a cortar: acero, acero inoxidable, aluminio, cobre, etc., así como referencias específicas como los materiales laminados.

• Los espesores mínimo y máximo para las diferentes características de los materiales y su parte en el volumen global que se va a producir en la máquina.

• Una muestra de piezas (.dxf) representativa de la producción, sobre todo desde el punto de vista de la complejidad y las cantidades.

• Lo ideal es poder extraer un periodo completo y representativo de las piezas que se van a cortar.

• El tipo de lanzamiento: tamaño y repetitividad de las series, pieza unitaria, etc. 

• El funcionamiento de la empresa: trabajo en equipo 1/8, 2/8 o 3/8.

• La zona disponible en la fábrica y, si procede, las limitaciones de implantación.

Estos primeros datos permitirán perfilar los modelos de máquinas que pueden satisfacer la necesidad.

En segundo lugar, de este modo, las pruebas de producción que tendrá que realizar el fabricante serán explotables en el marco de un análisis exhaustivo del retorno de la inversión (ROI) y el cálculo del coste de explotación. Un error común es hacer una selección de las piezas que presentan dificultades de producción en la empresa sin tener en cuenta el volumen global de las otras piezas que se van a cortar.
 

«De media, una máquina de corte por láser corta solo durante el 50 % de su tiempo de apertura. La velocidad de corte es, por lo tanto, un indicador demasiado reductivo para medir la productividad de una mesa de corte por láser», dice a modo de introducción Pierangelo Tartaglia, de Bystronic.

Un aspecto importante de la productividad se encuentra en el punto de equilibrio entre la potencia de la máquina y su dinámica. El tiempo de corte en una pieza de poco espesor es muy rápido. Los tiempos de desplazamiento del cabezal entre dos cortes afecta significativamente al tiempo de producción global. Por el contrario, en espesores grandes, el tiempo de corte es largo y, en consecuencia, los tiempos de desplazamiento del cabezal entre dos cortes no son significativos.

Para Jacques Betton, de B-Technologie, "hay dos cuestiones relacionadas con la necesidad de potencia de la fuente láser: la capacidad de cortar material grueso y, sobre todo, la de tener una velocidad de corte del acero entre tres y cuatro veces mayor cuando se utiliza nitrógeno en vez de oxígeno».

La gestión del cabezal de corte también es importante para reducir la intervención del operador y disminuir así los tiempos de cambio entre dos series. Los parámetros que se deben gestionar son principalmente el tamaño del haz, la gestión del punto focal, la óptica, la boquilla, etc. Los principales fabricantes ofrecen así soluciones técnicas (estándar u opcionales) para dar una respuesta a esta cuestión y reducir las operaciones del operador:

• Cambio automático de boquilla y/o uso de una boquilla única en una gran variedad de espesores o materiales.

• Gestión automática del punto focal y el tamaño del haz.

• Adaptación automática de los parámetros de corte durante la producción.
   

Las cuestiones relacionadas con la flexibilidad también son muy importantes.

A este respecto, Kurt Van Collie, de LVD destaca «la importancia de poder cortar siempre con la mayor velocidad y calidad de corte posible en cualquier material/espesor. Por lo tanto, es importante poder ajustar automáticamente no solo la posición del punto focal, sino también el diámetro del haz por material/espesor».

La accesibilidad de la máquina puede simplificar el acceso a la mesa. Los fabricantes tienen soluciones diferentes para ello: apertura a lo largo (eje y) o a lo ancho (eje x), o incluso en varios lados. Hugues Cousseau, de Bystronic, también insiste en «la importancia de una interfaz del control numérico fácil de usar. La dificultad para encontrar operadores cualificados, lo hace aún más importante. ¡La productividad en el taller depende de ello!».

Cristophe Berquet, de Prima Power, considera que «la interfaz hombre-máquina y la facilidad de modificación son aspectos muy importantes para optimizar el trabajo del operador».


Por último, para Serge Bourdier, de Salvagnini, «la posibilidad de poder interrumpir una producción para, por ejemplo, pasar una chapa/producción urgente en la máquina, y, sobre todo, la de poder luego continuar con la producción interrumpida, es una funcionalidad esencial».
 

→ El valor residual de la máquina

Cuando el industrial invierte en una máquina de corte por láser, suele amortizar completamente la máquina en un periodo de tiempo determinado. Sin embargo, la máquina aún tiene un valor más o menos grande según el modelo y la marca al final del periodo de amortización. El coste de explotación debería tener en cuenta este valor residual para poder hacer una elección más adaptada a la realidad.

→ Mantenimiento

Algunos fabricantes ofrecen herramientas de control automatizadas para prevenir posibles averías, y que indican las operaciones que se deben realizar. Incluso algunas operaciones de mantenimiento, como la lubricación de los motores, pueden automatizarse.

Otro aspecto que se debe tener en cuenta son los peines soporte de la chapa en la mesa de corte por láser, que deben mantenerse en buen estado para evitar cualquier dificultad de corte. Una solución consiste en cambiar los peines cada cuatro u ocho semanas. Esta operación tiene el inconveniente de inmovilizar la máquina y representa un coste por los 160 a 200 peines de una máquina láser.

Emmanuel Capron, de Mate Outillage, explica que «una solución sencilla y económica es limpiar los peines con un aparato electrónico portátil adaptado. Al rempujar el aparato en el peine, las fresas destruyen las partículas adheridas, liberando así al peine de la escoria».

Por último, en el mantenimiento curativo, el coste de las piezas de recambio y la mano de obra (interna/externa) supone una carga para el coste de explotación. Al avaluar el precio de las piezas centrales, como por ejemplo un motor de eje, una pantalla táctil o un cabezal de corte, se puede calcular el presupuesto de mantenimiento y tener conocimiento por adelantado del coste de las piezas de mantenimiento. 

→ Coste energético

La tecnología de láser de fibra ha hecho disminuir de manera drástica los gastos energéticos para la generación del rayo láser.

Sin embargo, para lograr velocidades mayores, se suelen instalar motores lineales en los pórticos, desplazando así varios cientos de kilos. Son muy rápidos, pero consumen mucha energía, sobre todo para su enfriamiento (unidad de refrigeración). Algunos fabricantes también pueden ofrecer motores acoplados para reducir los desplazamientos del pórtico.

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