A medida que los láseres de alta potencia cortan materials más y más grueso, la escoria puede acumularse rápidamente en las tablillas. Mycan/iStock/Getty Photos Plus
El láser de fibra de potencia ultra-alta ha empezado a reacomodar el juego competitivo en la fabricación de steel. Lo que alguna vez estuviera exclusivamente en el ámbito del corte con arco de plasma u oxicombustible, ahora se está cortando con láseres de fibra con potencia de 30 y 50 kW, e incluso más.
Lo que no ha tenido mucha atención es un efecto colateral desafortunado que viene con la increíble potencia del corte láser: acumulación de escoria difícil de quitar en las tablillas de una mesa de corte. La limpieza de tablillas se ha vuelto un costo operacional inherente que viene con el corte láser de alta potencia, y realmente no puede ignorarse.
Por qué importa la condición de las tablillas
Eric Chalmers, presidente, y Mark Denims, gerente de ventas de SlatPro, Mounds View, Minnesota, han escuchado sobre algunas historias de horror, e incluso han presenciado algunas de éstas, todas originadas por tablillas desatendidas en la mesa de corte.
Un fabricante invierte en un sistema de corte láser automatizado increíblemente productivo. El láser corta un nido de partes, y llegan horquillas para levantar de las tablillas el nido cortado y transportarlo a un cartucho. Sin embargo, hay un problema: las horquillas tratan de levantar la chapa, pero por desgracia, el steel fundido de la rendija suelda la chapa a la escoria acumulada en las tablillas. Un caos: las horquillas levantan la chapa y las tablillas, el corte láser se detiene repentinamente, y empiezan las acusaciones.
Los láseres de alta potencia necesitan desesperadamente una solución”, dijo Chalmers. “Cuando se acumula la escoria en los láseres de más alta potencia, la automatización no funciona. Si usted tiene automatización, necesita mantener las tablillas limpias para que las horquillas puedan entrar debajo del producto terminado. De lo contrario, pueden quedar atrapadas a la escoria y literalmente levantar las tablillas de la mesa.”
Hay varias circunstancias que han hecho más importante que nunca la acumulación de escoria, y, por ende, el mantenimiento de tablillas. Los láseres de fibra de alta potencia son lo más factible económicamente hablando cuando se corta placa gruesa extraordinariamente rápido—pero esto también produce mucha escoria. Mucho de ese corte de placa usa nitrógeno puro o una mezcla de nitrógeno-oxígeno (o aire de taller ultra-seco, el cual es en sí una mezcla de nitrógeno y oxígeno) para un fuel auxiliar. Eso produce mucha escoria, lo que difiere del corte láser de menor potencia con fuel auxiliar oxígeno.
El steel fundido se licúa rápidamente conforme sale de la rendija, luego se solidifica sumamente rápido conforme cae entre las tablillas—o cae directamente sobre éstas. Si ocurre lo último, la escoria se adhiere a uno de tres sitios: el valle del diente de sierra, un punto intermedio, derramándose en el borde (haciendo más gruesa la tablilla, de hecho), o justo en la punta del diente.
Cantidades excesivas de escoria pueden quedarse en la punta de la tablilla, lo cual puede causar errores de posicionamiento en la chapa. Ahora bien, el diseño de diente de sierra minimiza la acumulación de escoria directa en la punta. Sin embargo, como lo explicó Denims, la rápida solidificación hace que la escoria sea especialmente difícil de quitar. Ese “congelamiento” rápido generalmente significa que ésta tiene menos impurezas. Resultado: la escoria de la rendija está más cerca de ser steel “puro”, y por lo tanto rápidamente se adhiere y se funde a los dientes de sierra de la tablilla. La escoria se acumula rápidamente y es más difícil de quitar.
“La mezcla de fuel ha hecho que la escoria básicamente se suelde a la tablilla”, dijo Denims, “especialmente después de que su rayo láser opera en el mismo punto una y otra vez, si usted está cortando un lote de nidos idénticos en acero al carbón. Si espera demasiado para hacer la limpieza, eventualmente no podrá limpiar la tablilla y finalmente tendrá que cambiarla”.
Agregó que la escoria del corte con fuel mezclado representa lo último en escoria, que simplemente se ha vuelto más difícil de limpiar con los años. El corte con oxígeno dejaba escoria relativamente suave que period fácil de quitar, mientras que el nitrógeno hacía la escoria más dura y resistente. La mezcla de fuel de nitrógeno-oxígeno (especialmente con placa gruesa) simplemente ha llevado al siguiente nivel el reto de limpiar las tablillas.
Las tablillas de cobre pueden prolongar los intervalos de limpieza. La escoria colectada normalmente es más fácil de quitar. SlatPro
Lo mismo se aplica a diferentes potencias de corte. Como lo explicó Chalmers, los láseres de CO2 de baja potencia producen escoria “esponjosa” formada por una mezcla de diferentes elementos, muchos de los cuales son fáciles de quitar mecánicamente de una tablilla. “Con los láseres de alta potencia, la escoria básicamente es acero fundido que cae y que con el tiempo se suelda a la tablilla. Eso dificulta la limpieza”.
Estrategias operacionales
De ser posible, incluya la ubicación de las tablillas en sus estrategias de anidado. Algunas plataformas de software program de anidado muestran la parrilla que soporta a la chapa. Si usted ve una trayectoria de corte que pasa directamente sobre una tablilla, podría ajustar el arreglo para asegurarse de que esto no ocurra, especialmente si ésta forma parte de una orden grande que operará por horas.
El ajuste podría valer la pena, incluso si termina con un rendimiento de materials ligeramente menor. Sí, las secciones de la trama del esqueleto podrían ser más gruesas, y no acomodará tantas partes en un nido. Sin embargo, necesita sopesar eso contra el tiempo gastado en limpiar las tablillas que tiene, así como en pedir o cortar e instalar nuevas tablillas.
Las tabillas pueden moverse y reacomodarse también. Supongamos que usted tiene un nido de alta cantidad que se producirá en la noche, uno que implica varias piezas grandes en cada chapa. Usted observa que porciones del arreglo de nido implican trayectorias de corte que pasan directamente sobre una tablilla. Además, observa varios desechos (recortes) que se posan directamente encima de una tablilla existente.
Podría agregar pestañas a esos sobrantes, pero eso significa que éstos y las micropestañas necesitarán sacudirse y quitarse en un proceso corriente abajo; o podría incluso programar una secuencia de destrucción de sobrantes, cortando los recortes en trocitos para que caigan sin problema entre las tablillas.
Eso suena lógico, pero si las tablillas no tienen que estar ahí, ¿por qué mantenerlas ahí? Sí, las trayectorias de herramienta tienen que seguir asegurando que los desechos no queden atrapados, quizás con rendijas más anchas o unos cuantos cortes para asegurar que los desechos caigan sin problemas. Sin embargo, si quita la tablilla, elimina la posibilidad de que esa tablilla trigger un problema de levantamiento. Mejor aún, los dientes de la tablilla no quedan expuestos a steel fundido que está siendo evacuado de la rendija del corte láser. El resultado: sus tablillas duran más.
Chalmers agregó que las partes necesitan ser de cierto espesor para que esto funcione bien. Las partes delgadas y desechos siguen corriendo el riesgo de quedar atrapados en la turbulencia de fuel auxiliar de la cabeza de corte, lo que puede hacer que las partes y recortes sin micropestañas y soportados de manera insuficiente se comporten de manera impredecible. Sin embargo, el materials más grueso es otra historia. “Si usted está cortando partes grandes bastante pesadas, simplemente fairly las tablillas que no necesita. Esto puede ayudar a la caída de sus recortes de desecho”.
“Esa estrategia incluso puede ayudar con la escoria y la contaminación en el fondo de las partes”, dijo Denims. Mientras menos tablillas use, menos puntos de contacto tendrá, y menos probabilidad tendrá de que los desechos o desperdicios afecten la calidad del borde de corte o la condición superficial de una pieza.
Otra estrategia implica poner atención a la mezcla de arreglos de nido que corta el láser y luego rotar y mover las tablillas según se requiera, para que ciertas porciones de tablillas no sean expuestas a la misma trayectoria de corte una y otra vez.
“Rotar las tablillas del frente hacia atrás y de atrás hacia el frente de la mesa definitivamente puede prolongar la vida de sus tablillas”, dijo Denims. “Incluso rotar la tablilla 180 grados en la misma ranura puede ayudar significativamente a la vida de su tablilla”.
Un limpiador de tablillas usa un grupo de dientes densamente dispuestos para quitar escoria dura de los dientes de tablilla en una mesa de corte láser. SlatPro
Puede intercambiar tablillas de un extremo (o cuadrante, para sistemas de formato grande) al otro. Algunas configuraciones de mesa le permiten (con la ayuda de una grúa de brazo) levantar una sección de tablillas como una sola unidad.
Estrategias para el diseño de tablillas
También puede probar diferentes materiales de tablilla. Por ejemplo, las tablillas de cobre retienen menos escoria y tienden a soltar la escoria con más facilidad cuando se limpian gracias a su alta conductividad térmica. “El cobre prolonga el tiempo para que el materials de escoria se rompa”, dijo Denims, y agregó que esta característica mitiga la acumulación de escoria. “Y cuando sí las limpia, éstas se limpian más fácilmente”.
La industria ha ejecutado una especie de acto de equilibrio con los años en cuanto al diseño de tablillas. Algunas máquinas han ofrecido trama cruzada y otros diseños de tablilla especializados que han resistido la acumulación de escoria. Sin embargo, el entramado de tablillas eventualmente necesitaba limpiarse, y la limpieza podía ser sumamente difícil.
Los fabricantes de máquinas diseñan tablillas con propósitos específicos, y el diseño es un equilibrio de función, simplicidad, con el número correcto de puntos de contacto (y el espesor de tablilla suficiente) para soportar el materials, teniendo también al mismo tiempo suficiente espacio para permitir que el steel fundido se recolecte entre limpiezas. Sí, un diseño de tablilla podría mitigar la acumulación de escoria, pero siempre necesita limpiarse y cambiarse con el tiempo.
“El mejor diseño de tablilla depende del espesor de materials que esté cortando”, dijo Denims. “Si corta materials más delgado, como materials calibre 20 o 16, puede tener numerosos puntos pequeños de contacto. Si corta placa gruesa de 0.5 pulgadas de espesor, necesitará picos y valles más anchos en las tablillas en sí y tablilla más gruesa. Antes, period algo estándar ver tablillas calibre 11 en la mayoría de las mesas de láser. Con el láser de alta potencia, ahora estamos empezando a ver que aumentan hasta calibre 7 o incluso 0.25 pulgadas”.
“Cuando corta con láser materials grueso especialmente”, dijo Chalmers, “puede ser benéfico tener valles más profundos en el diseño de diente de sierra de la tablilla. Eso permite más espacio para recolectar la escoria y (lo más importante) alejarla del fondo de la rendija. Lo último que usted desea es demasiada escoria que recolectar en el lado o cerca de la punta, lo que de nuevo abre la puerta a la posibilidad de soldar la tablilla a la placa que se está cortando.
Después de esto viene la decisión de hacer o comprar. Un fabricante podría elegir cortar tablillas internamente, incluso si están hechas de cobre u otro materials especial. El enfoque es factible si usted tiene capacidad de corte láser de sobra. Si sus máquinas están operando al máximo, puede ser más factible comprar tablillas (incluidas las de cobre) con un proveedor externo.
Existen algunos diseños de tablilla especiales, que incluyen tablillas con un sutil patrón “serpenteado” de lado a lado, que puede ayudar en lotes grandes de chapas que incluyen piezas grandes. Esto significa que un corte recto directamente sobre una tablilla no arrojará escoria constantemente a la superficie de los dientes.
“Repito, usted necesita vigilar donde está cortando sobre la misma área una y otra vez”, dijo Denims.
Por supuesto, aquí hay compromisos, también. Las tablillas especiales podrían mitigar la acumulación de escoria, pero también es possible que no puedan ser fabricadas internamente de manera rentable. Un enfoque más fácil, dijo Denims, especialmente con un nido estático producido repetidamente en todo un turno, podría ser simplemente mover o quitar tablillas directamente debajo de la línea de corte.
Desarrolle una rutina de mantenimiento de tablillas
Podría analizar sus trayectorias de corte, rotar sus tablillas, incluso considerar nuevo materials o diseños de tablillas. Lo efectivo de estas prácticas depende de la mezcla de trabajo que tenga y del tipo de corte que esté haciendo. Cortar chapa delgada todo el día no produce la misma cantidad de escoria que un láser de fibra de alta potencia cortando placa gruesa de 0.75 pulgadas de espesor.
En todo caso, desarrollar un calendario de mantenimiento preventivo common es imprescindible. Periódicamente, puede programar tiempo para limpieza de tablillas con una herramienta mecánica. Los diseños antiguos funcionaban bien para láseres de CO2 e incluso para láseres de fibra de baja potencia, pero los láseres de fibra de alta potencia han presentado retos únicos—y actualmente, existen herramientas únicas para hacer la eliminación de escoria menos difícil de lo que solía ser.
Como lo explicó Chalmers, actualmente se están diseñando limpiadores de tablillas de uso más pesado, especialmente para quitar la escoria de los láseres de alta potencia. “Éstos tienen cortadores múltiples apilados, cada uno con muchos dientes. Los dientes, desfasados 30 grados entre sí, rotan en ambos lados de cada tablilla. Esto da como resultado una potencia aplicada más common y más dientes para eliminar mejor la escoria”.
Mientras más frecuente sea la limpieza, más fácil será quitar la escoria. Después de cada limpieza (o con más frecuencia), puede rociar una capa que ralentice la acumulación de escoria.
“En nuestra experiencia, los talleres que tienen dos turnos al día, cinco días a la semana, limpian sus tablillas una vez a la semana”, explicó Denims. “Sin embargo, algunos talleres ahora están encontrando más fácil limpiar cada turno, simplemente debido a que están cortando mucho más materials que antes. Esto es así sobre todo cuando se usan láseres de 15 kW o más”. (Agregó que cuando se cambian los grados del materials también es un buen momento para limpiar las tablillas, simplemente para evitar contaminación cruzada.)
Además de esto, programe el reemplazo common de tablillas después de un cierto número de limpiezas. Con el tiempo, las puntas de tablilla se desgastan, lo cual a su vez cambia la exactitud de posicionamiento en el corte láser. Los buenos operadores ajustan el foco conforme las tablillas se desgastan y cambia ligeramente la posición de la pieza de trabajo en Z. Sin embargo, mientras más ajustes necesite hacer un operador de láser, menos repetible se volverá el corte láser.
“Algunos talleres de hecho aumentan un poco de altura a sus tablillas, entre 0.125 y 0.25 pulgadas (3.175 a 6.35 mm), dijo Denims, y explicó que la estrategia “le da un poco más de tiempo antes de que las puntas rotas obliguen a un cambio de tablilla”.
En todo caso, dijo, si hace el reemplazo de tablillas de manera common, el corte láser puede volverse más repetible y seguir siendo extraordinariamente productivo—precisamente las razones de fondo por las que usted compró un láser de fibra de alta potencia, ante todo.
