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Marcado Láser Industrial

Marcado Láser Industrial

Marcado Láser Industrial

El uso creciente de láseres industriales en la fabricación se puede apreciar en multitud de aplicaciones como procesamiento de materiales, micromaquinado, marcado y grabado realizados por láser.

La tecnología láser permite que las industrias aporten un gran valor agregado a aquellos productos que elaboran. Podemos verlo en gran cantidad de ejemplos como son el grabado personalizado de nombres o logotipos, la aplicación simultánea de códigos de barras a múltiples productos, la incorporación de marcas de identificación para evitar falsificaciones, la producción de una variedad de marcas láser en diversos materiales, como metales desnudos, recubiertos, anodizados y revestidos, etc. En todos los casos, el trabajo de marcado y grabado se puede realizar con un altísimo nivel de detalle y gran precisión.

De esta forma, el grabado láser ha pasado a implantarse de manera definitiva como herramienta fundamental en todo proceso que implique identificación de piezas y artículos, controles de inventario, trazabilidad de productos, notificaciones de seguridad, etc, así como también sirve de gran ayuda en la gestión interna de la producción, almacenamiento y estocaje y prevención de pérdidas.

De este modo, gran cantidad de segmentos de la industria como la robótica, la impresión 3D, laboratorios, alimentación, logística, gestión de inventario, banca, seguridad, organismos oficiales del gobierno y el sector automotriz, hacen uso del marcado y grabado láser para proporcionar una capa adicional de seguridad y garantía.

Beneficios del grabado láser en el sector industrial

El uso del grabado láser en cuanto al grabado de marcas industriales ofrece una gran cantidad de ventajas y beneficios.

 

En primer lugar, el grabado láser puede ser aplicado en una gran cantidad de materiales rígidos y de gran durabilidad, como el metal, lo que incluye acero inoxidable, acero de herramientas y maquinaria, cobre, bronce, silicio, níquel, titanio, aluminio, aleaciones especiales, etc.

muestra grabado laser UV 7

En segundo lugar, el grabado láser puede ser aplicado de forma automatizada a grandes cantidades de piezas o elementos a la vez o a gran cantidad de componentes en una línea de producción. Dependiendo del tamaño de las piezas y el tamaño del área de trabajo, la tecnología del grabado láser permite grabar cientos de piezas a la vez. Esto es una ventaja fundamental y especialmente importante a la hora de marcar tarjetas de identificación o grabar códigos de barras en piezas específicas que necesitan hacerse de forma rápida y precisa.

muestra grabado laser UV 7

Por último, es frecuente que en la industria se manejen grandes piezas y elementos de gran peso y volumen que sean poco manejables y resulten incómodas y difíciles de grabar. Sin embargo, algunos equipos portátiles solventan estos problemas y permiten grabar hasta las piezas más grandes y colocadas en las posiciones más inaccesibles.

muestra grabado laser UV 7

En Feiyang Maquinaria contamos con diferentes equipos de grabado láser de alta calidad y velocidad con los cuales se pueden lograr una gran cantidad de acabados diferentes sobre diversos matgeriales. Acércate con nosotros y pídenos una cotización, con gusto te asesoramos sin costo sobre cual es el indicado para ti.

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Soldadura Láser Automatizada

Soldadura Láser Automatizada

Soldadura Láser Automatizada

¿EN QUÉ CONSISTE LA SOLDADURA AUTOMATIZADA?

La utilización de un robot de soldadura industrial y un robot de soldadura colaborativo, dependerá de variables como el tiempo de ciclo, volumen y cantidad de soldadura, producto a soldar y peso de las herramientas, entre otros, La aplicación de soldadura robotizada consiste en la automatización del proceso de soldadura a través de robots de soldadura industriales.

El proceso de soldadura robotizada se realiza normalmente de manera totalmente automática, por lo que la intervención del operario suele ser mínima en este tipo de procesos.

La soldadura automatizada con robot industriales es ampliamente utilizada en el sector automoción, debido a que trabaja con series largas, tiempos de ciclos muy cortos, donde se requiere gran alcance y elevados estándares de calidad y precisión. Los robots industriales pueden realizar cualquier tipo de soldadura, con independencia de las herramientas que se utilice para ello.

¿QUÉ VENTAJAS TIENE AUTOMATIZAR UN PROCESO DE SOLDADURA?

  • Algunas de las principales ventajas de automatizar los procesos de soldadura serían:
  • Reducción de los costes de producción.
  • Aumentar la productividad
  • Alto estándares de calidad
  • Mejora del rendimiento de la inversión
  • Mejora de los estándares de seguridad dentro de las fábricas.

  • La soldadura automatizada con robot colaborativos suele utilizarse en otros sectores industriales distintos al sector de automoción, en los que el tiempo de ciclo es mayor, el alcance requerido es menor y en los que pueden intervenir procesos manuales. Los robots colaborativos no pueden realizar cualquier tipo de soldadura, debido a que cuentan con el handicap del peso (peso máximo de unos 15-16 kilos). Por ello podrían realizar soldadura por arco, soldadura TIG, soldadura MIG y soldadura MAG, pero no soldadura por puntos, ya que la pinza de soldar es muy pesada para ellos.

    ¿ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE SOLDADURA CON ROBOT EN LA INDUSTRIA?

    Dentro de los elementos que intervienen en el proceso de soldadura robotizada o en las conocidas células robotizadas de soldadura, encontramos:


    • Armario eléctrico o convertidor de media frecuencia, este sistema;
    • Asegura la calidad de los puntos de soldadura
    • Asegura la soldadura sin proyecciones
    • Regula la potencia de forma inteligente
    • Reduce los tiempos de soldadura
    • Controla el consumo de energía
    • Robot Industrial
    • Pinza de soldar y antorcha.
    TIPOS DE SOLDADURA CON ROBOTS INDUSTRIALES Entre los tipos de soldadura que se suelen automatizar o robotizar encontramos los siguientes:
  • Soldadura por puntos: combina presión, intensidad, temperatura y tiempo. Esta soldadura se produce a través de corriente eléctrica mediante electrodos, que genera una temperatura próxima a la fusión y mediante presión se procede a soldar las piezas. Se aplica en chapas o láminas metálicas con espesor entre 0,5mm y 3mm.
    • Soldadura por arco: la unión de los metales (soldadura) se produce mediante el calor del arco eléctrico que se produce entre el electrodo y las piezas a soldar.

    • Soldadura láser: es un proceso de soldadura por fusión que utiliza la energía aportada por un haz láser para fundir y unir los materiales.

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    Características de la Soldadura Láser

    Características de la Soldadura Láser

    Características de la Soldadura Láser

    La soldadura por láser se utiliza cada vez más en la producción industrial desde la microelectrónica hasta la construcción naval. La industria automotriz, sin embargo, se encuentra entre los sectores industriales que han demostrado ser los más destacados en el desarrollo de aplicaciones que aprovechan las múltiples ventajas de esta tecnología:

     

    • Baja entrada de calor.
    • Mínima zona afectada por el calor.
    • Baja tasa de distorsión.
    • Alta velocidad de soldadura.

    Estas características han hecho de la soldadura láser el proceso de elección para muchas aplicaciones que utilizaron soldadura por resistencia en el pasado. Añadiendo los beneficios del acceso por un solo lado, la soldadura láser recibe otra ventaja estratégica, lo que le permite abrir la puerta a una multitud de nuevas aplicaciones.

    Se están desarrollando procesos híbridos que involucran una combinación de soldadura láser y soldadura MIG para reducir los requisitos de ajuste en las piezas a unir, mejorando así los aspectos más críticos de la soldadura por láser. El tener un alambre de aporte en GMAW facilita sustancialmente la preparación de la junta de soldadura. Los elementos de aleación que se tienen en el alambre de aporte pueden ser usados para mejorar las propiedades mecánicas de la unión o junta. Más allá de eso, estos procesos combinados pueden mejorar la velocidad de soldadura de los procesos individuales, la profundidad de penetración de la soldadura y la geometría general de la unión o junta.

    Soldadura Láser con aporte.

    Soldadura MIG con aporte.

    Los láseres de CO2 de alta potencia (2–10 kW) se utilizan en la soldadura de carrocerías, componentes de transmisión, intercambiadores de calor y piezas brutas a medida. Por muchos años, los láseres Nd: YAG de baja potencia (<500 W) se han utilizado para soldar componentes pequeños, como instrumentos médicos, paquetes electrónicos y hojas de afeitar. Los láseres de Nd: YAG, de disco y de fibra con niveles de potencia en el rango de varios kW se benefician del suministro de haz a través de fibras ópticas. Estos son fácilmente manipulados por robots, lo que abre un amplio campo de aplicaciones 3D, como el corte por láser y la soldadura de carrocerías.

    El gas de soldadura tiene un papel importante en la soldadura por láser. Además de proteger las áreas fundidas y afectadas por el calor de la pieza de trabajo contra la atmósfera ambiente, también aumenta la velocidad de soldadura y mejora las propiedades mecánicas de la soldadura.

    Donde podemos encontrar la soldadura laser

    Se utiliza principalmente para soldar:

    • Piezas de transmisiones en la industria automotriz.
    • Piezas unitarias grandes.
    • Series grandes y con buenos acabados.
    • Piezas de electrodomésticos.
    • Piezas para la industria aeronáutica de aluminio, titanio o níquel.
    • Industria del ferrocarril.
    • Recipientes a presión.
    • Industria alimentaria, a la hora de realizar embalaje de alimentos, cuchillas de corte.
    • Para instrumental médico y quirúrgico.
    • Odontología.

    La soldadura por rayo láser se puede realizar de dos formas distintas:

     

    • Por conducción: en este tipo de soldaduras la profundidad de la zona fundida va aumentando a medida que aumenta la conductividad térmica y la intensidad de la radiación. Es utilizada para la soldadura de chapas de espesor pequeño.
    • Por penetración profunda: esta soldadura posee un gran rendimiento ya que se consigue desplazar la zona de mayor temperatura por debajo de la superficie del material, por la acción del vapor recalentado y se mantiene al material fundido en el sitio deseado gracias al efecto de la tensión superficial, gravedad y otra serie de factores. Este tipo de soldadura, como ya se ha citado con anterioridad, debido a su afectación térmica reducida, no necesita material de aporte y es fácilmente automatizable por esto se convierte en fundamental a la hora de realizar soldaduras en los que la calidad requerida es alta y no se desean grandes deformaciones dimensionales. Además, los materiales soldados no necesitan un tratamiento posterior para eliminar tensiones. Esta facilidad de proceso (automatización) hace que la velocidad del proceso sea de hasta 6 veces superior a otros procesos de soldadura.

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    Soldadura láser VS Soldadura TIG

    Soldadura láser VS Soldadura TIG

    Soldadura láser VS Soldadura TIG

    La soldadura por arco como proceso de producción tardó mucho en establecerse, pero sin embargo ha existido desde la década de 1940. Aunque el láser solo se inventó en 1960, rápidamente se estableció como un proceso de producción y en la década de 1980 comenzó a utilizarse en la fabricación de grandes volúmenes. Los avances recientes que han mejorado la calidad del haz y la eficiencia de los láseres, hacen del láser una solución aún más ventajosa para uniones industriales automatizadas o de gran volumen.

    Consistencia y Calidad de la soldadura

    La soldadura láser permite que la calidad y la consistencia de la soldadura se controlen fácilmente y se mantengan de forma constante. Dado que el cabezal del láser no hace contacto con la pieza de trabajo y no hay ningún electrodo que pueda desgastarse, erosionarse o dañarse, no es necesario cambiar la herramienta cuando el electrodo debe rectificarse o afilarse, como es el caso de TIG. La falta de apósito de electrodos en la soldadura láser da como resultado un mayor tiempo de actividad y un mayor tiempo entre las intervenciones de mantenimiento. Además, no hay riesgo de contaminación del material de soldadura con tungsteno de la punta del electrodo TIG al iniciar el arco.

    Aplicación con menor entrada de calor

     

    Con la soldadura láser, la entrada de calor al metal que se está soldando es menor, lo que significa que hay una zona afectada por el calor (ZAC) más pequeña y la distorsión del ensamblaje se reduce enormemente, lo que hace que el ensamblaje complejo y preciso sea más alcanzable, especialmente en un entorno automatizado.

    Soldadura Láser.

    Soldadura TIG.

    Además, la entrada de calor más baja significa que una soldadura se puede colocar cerca de componentes electrónicos sensibles u otros materiales sensibles al calor sin riesgo de daño o falla. Un ejemplo de esto es en los marcapasos cardíacos y desfibriladores donde la costura de soldadura externa está directamente encima de una batería sensible al calor y microelectrónica que no puede soportar una temperatura superior a 80 grados C.

    Mayor velocidad de soldadura

     

    Las velocidades de soldadura son generalmente más altas con la soldadura láser, especialmente con los modernos láseres de fibra de onda continua de alta potencia (CW). A veces, una alta velocidad de soldadura significa que el sistema de movimiento, por ejemplo, el sistema CNC o la velocidad de contorneado del robot, es el factor limitante del tiempo de ciclo en lugar del proceso.

    Costo por metro de soldadura

     

    En procesos donde el rendimiento es alto, es común encontrar que la solución láser es más eficiente y da como resultado un menor costo por metro de soldadura. Curiosamente, existen procesos que combinan la soldadura por láser y por arco para lograr una penetración más profunda y velocidades de soldadura más altas. Estos procesos híbridos generalmente usan una combinación de soldadura láser para calentar el metal de manera eficiente hasta el punto de fusión y soldadura por arco para proporcionar la deposición de gotitas en el baño de soldadura y una mayor penetración y resistencia de la soldadura en cualquier proceso como un procedimiento independiente.

    Sin acabado de la soldadura

     

    Con protección de gas inerte, una soldadura láser en acero inoxidable o aluminio normalmente no requiere procesamiento posterior (esmerilado o revestimiento) después de la soldadura, el acabado de la soldadura es brillante y libre de óxido y normalmente se puede recubrir o pintar sin más pasos de limpieza.

    Láser accede a áreas difíciles

     

    Dado que el rayo láser es un proceso de “línea de visión”, el láser puede atravesar huecos en una estructura para soldar áreas desde la parte trasera, donde no sería posible introducir un electrodo TIG. Usando una cámara para ver a través de la óptica láser, es fácil alinear el rayo con una característica precisa y realizar soldaduras en partes de la estructura de difícil acceso.

    ¿Qué pasa con las lagunas?

     

    Una desventaja de la soldadura por láser es que tiende a depender de un buen contacto y un espacio mínimo entre las piezas a unir. Con un proceso láser o una soldadura TIG, es necesario asegurarse de que los espacios se minimicen o eviten para garantizar buenos resultados. Con la adición de alimentación de alambre, que agrega cierta complejidad al proceso, es posible llenar huecos o construir áreas para mayor resistencia.

    Soldadura Láser.

    Soldadura TIG.

    Conclusiones

     

    Para facilitar la automatización, la calidad constante y la falta de pos procesamiento, el uso de la soldadura láser tiene claras ventajas. Cuando la soldadura se aplica manualmente, la soldadura TIG tiene una mayor flexibilidad y un menor costo de capital para el equipo.

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    La Industria 4.0 en México

    La Industria 4.0 en México

    cabecera aplicaciones industriales laser 2021 2022

    La Industria 4.0,  nace en Alemania en el año 2010 y es conocida como la cuarta revolución industrial. La I-4.0 es sencillamente la digitalización de los procesos industriales de una planta, y su interacción a través de la inteligencia artificial con factores económicos. La revolución de la industria 4.0 en México viene ocurriendo desde el año 2015.

    La interconexión de tecnologías a través de las redes es conocida como Entramado Digital (ED). De esta forma se genera un flujo de información digitalizada de los procesos de la empresa. Es así como esta información fluye vertical y horizontalmente dentro de la compañía.

    De hecho, según Siemens ya para el año 2016 y con ayuda del gobierno, el 59% de las empresas mexicanas de manufactura contaban con una estrategia digital.

    La Industria 4.0 desde entonces ha venido generando cambios en los paradigmas en el ámbito empresarial mexicano. En este sentido, el gobierno de este país, en conjunto con la empresa privada y la academia, viene delineando las políticas públicas para insertar a México en esta Cuarta Revolución Industrial.

    De esta forma fue creado el Consejo Consultivo Industria 4.0 MX. Este CCI-4.0 MX está conformado por Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), la Academia, Empresas Nacionales y Globales y la Oficina de la Presidencia.

    Qué ofrece la Industria 4.0

    Las tecnologías que se utilizan en la Industria 4.0 son la robótica, simulación, la realidad virtual y la realidad aumentada.

    También incluye los Sistemas de Integración Horizontal y Vertical, el Internet de las cosas, ciberseguridad, la nube, big data e impresión 3D. Y la interconexión entre estas tecnologías es el Entramado Digital (ED). Es así como este entramado digital, permite por ejemplo la capacitación de personas mediante simulaciones 100% virtuales.

    De igual manera, permite conectar a la red, dispositivos para registrar digitalmente procesos. Asimismo, recopilar información que es analizada en tiempo real y así tomar decisiones más sólidas basadas en datos reales.

    Gracias a esto, se pueden predecir comportamientos y anticipar reparaciones, también permite tener un mayor control de inventarios.

    Igualmente se pueden identificar tendencias en los procesos, analizarlas y presentar recomendaciones para la toma de decisiones, de esta manera se hacen más eficientes los procesos de producción.

    Por otra parte, permite hacer más eficientes procesos secundarios tales como el abastecimiento y la comunicación con la cadena de suministro.

    Estas soluciones permiten la optimización de la productividad, al reducir costos finales y tiempos de producción. De esta manera las empresas logran aumentar su valor agregado en el mercado.

    El avance en México de la Industria 4.0 De acuerdo a los especialistas, México avanza lentamente en la Cuarta Revolución industrial. A pesar de tener una mano de obra realmente barata, la capacitación de este factor humano ha quedado rezagada.

    Esta falta de capacitación de la mano de obra ha frenado la implementación de este modelo en la industria automotriz. Asimismo, la deficiente capacitación queda evidenciada por la baja conectividad de la población mexicana.

    Según el análisis realizado por The Social Intelligence Unit (SIU) solamente el 2% de la población se conecta a Internet.

    De esta manera, la falta de conectividad minimiza la posibilidad de aprovechar el estudio de patrones de demanda para el cálculo de la producción, siendo esta una de las características de la industria 4.0 Por otro lado, algunos estudios en México arrojan que más de cuatro millones de Pymes aportan el 52% del PIB y generan el 72% de los empleos. Dado el caso, el escenario que queda planteado es retador para la industria 4.0, y por eso es necesario buscar y encontrar formas innovadoras de hacerlo.

    Siendo así, las pequeñas y medianas empresas deben desarrollar estrategias orientadas a su crecimiento, y fortalecimiento dentro del sector en que operan.

    Tal como muestran los resultados de la Encuesta Nacional sobre Productividad y Competitividad de las Micro, Pequeñas y Medianas Empresas, más del 40% de las Pymes mexicanas consideran prioritario la incorporación de mejoras en sus procesos que les permitan consolidarse.

    Sin embargo, para algunos la consolidación de la industria 4.0 en México seguirá siendo lenta. De acuerdo a este criterio, México no cuenta en la actualidad con bases sólidas para desarrollarla, principalmente porque las competencias de los trabajadores, y estudiantes distan mucho de las necesidades reales de las empresas.

    Incluso, se afirma que el 40% de los jóvenes no se sienten preparados para afrontar el mercado laboral, y que más del 40% de las empresas tienen dificultades para contratar personal capacitado.

    De acuerdo a esto, es necesario promover la capacitación. Para ello, es una necesidad unir esfuerzos que permitan generar los recursos de capacitación requeridos para incorporar el talento alrededor de la Industria 4.0.

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