Texturizado láser para la manufactura de moldes

!noticia guardada!

La tecnologí­a láser mantiene su crecimiento en el sector máquinas herramienta. Como ejemplo, la fabricación de moldes podrí­a experimentar un salto cuántico gracias a la capacidad de grabar texturas en metal de una manera precisa y repetible, prácticamente sin lí­mites. Cualquier dibujo en CAD podrá transferirse a una superficie de metal y cualquier figura imaginable podrá ser maquinada en un molde y transferida a una pieza de plástico. El presente texto, compartido por nuestros colegas de la revista alemana Werkzeug & Formenbau, muestra cómo la tecnologí­a de texturizado por láser está evolucionando en el paí­s germano. Un ejemplo y esfuerzo que nos gustarí­a ver replicado entre los fabricantes de América Latina.

Ya sean interiores de vehí­culos, cajas de cámaras, joyas o botellas para bebidas, cada vez más empresarios ven el diseño de productos personalizados como una oportunidad para distinguirse de la competencia y crear preferencias entre los compradores. En términos de diseño de superficie, además de la apariencia pura, la háptica y la funcionalidad en particular juegan un papel clave. Donde antes se usaban métodos como la erosión, el chorro y el grabado, hoy en dí­a existe una alternativa segura para el proceso: el texturizado con láser.

Brillante, granulado, opaco o con una tonalidad áspera, o bien, puramente visual o funcional. No importa cuán inusual parezca la idea del diseño de la superficie, gracias a la textura hecha con láser es posible realizarla de una manera precisa y confiable para el proceso. Atrás quedarán los dí­as en los que, para realizarlo, se requiera de un trabajo manual laborioso y propenso a errores. Este nuevo tipo de tratamiento de superficie ofrece una alternativa real para los procesos convencionales de grabado, voladura o erosión y permite superficies que anteriormente no eran factibles en la fabricación de herramientas y moldes.

Alternativa útil

Cualquier propiedad superficial que se desee lograr en una pieza de plástico, espuma o fundido, requiere un tratamiento superficial especí­fico o una preparación especí­fica en la herramienta de moldeo. Volker Reichle reconoció el potencial de la texturización láser en una etapa temprana y hoy es el director general de la empresa de servicios de texturizado láser más grande de Europa, la firma Reichle Technologiezentrum GmbH.

Reichle comenta que “en nuestra fábrica, todo el granulado se hace ahora solo con equipos láser de alto rendimiento. Estamos tratando con esta tecnologí­a desde finales de 2012. Dos años más tarde pudimos resolver completamente las cicatrices de grabado convencionales”.

La tecnologí­a láser permite texturizar, grabar, microestructurar, marcar piezas 2D y hasta geometrí­as 3D complejas. Sobre la base de bitmaps en escala de grises, también es posible añadir a las superficies contornos complejos con estructuras técnicas o decorativas a nivel digital. El proceso láser se lleva a cabo en sistemas láser de 5 ejes de alta precisión, que actualmente están equipados con rayos de fibra pulsados, fabricados por dos de los fabricantes lí­deres, DMG Mori y GF Machining Solutions. Tan pronto como el rayo láser llega a la superficie, el material se vaporiza con una precisión de hasta 1 μm.

Repetible y reproducible

Las ventajas de la tecnologí­a digital son obvias: los factores de error son bajos y el proceso es cien por ciento repetible y reproducible. “Uno escucha todos los dí­as que tiene que equiparse para la Industria 4.0, y esta tecnologí­a realmente abre la puerta”, explica Reichle.

El láser de fibra es una fuente muy libre de desgaste que asegura una eliminación estable durante un perí­odo de tiempo más largo. Se utiliza para procesar materiales metálicos y, por lo tanto, es ideal para la estructuración superficial de productos en el sector de fabricación de herramientas y moldes.

Cada dí­a escuchas que tienes que prepararte para la Industria 4.0. Esta tecnologí­a abre la puerta a ella, por lo que, en cada trabajo de desarrollo que hacemos, claramente diseñamos el futuro, no el pasado".

Volker Reichle, director general Reichle Technologiezentrum GmbH.

Bernd Martiné, Sales Laser y AM en GF Machining Solutions, explica: “El láser de fibra habitual tiene una longitud de pulso entre 4 y 200 ns, pero la duración del pulso sigue siendo tan larga que se forma una cierta cantidad de masa fundida en la superficie. También ofrecemos láseres de impulsos ultracortos que emiten luz láser pulsada con longitudes de pulso en el rango de pico y femtosegundos“. Debido a la enorme velocidad de estas fuentes de láser, el material sufre abrasión en frí­o y el componente no absorbe calor. “Así­ es como aseguramos un resultado aún más preciso”, enfatiza Martiné.

Gracias a los láseres de pulso ultracortos, también podemos estructurar polí­meros, piedras preciosas, plásticos o vidrio, por lo que no hay más limitaciones relacionadas con el material, lo que aumenta enormemente el potencial de aplicación”.

El tipo de fuente láser también juega un papel importante, cuando ya no se trata de superficies puramente decorativas, sino de estructuras con una función técnica. Por ejemplo, con un láser de pulso ultracorto, es posible producir superficies hidrofóbicas o hidrofí­licas. Martiné explica que “en la aviación, por ejemplo, es una oportunidad para proteger los sistemas sensoriales de las gotas de agua congeladas a temperaturas bajo cero”.

Las estructuras resistentes a los arañazos también son viables por medio de la tecnologí­a láser y cada vez son más populares. Aseguran que dichos daños en las superficies de plástico ya no sean los suyos. “Esta es una caracterí­stica muy popular en la industria del automóvil en particular, ya que involucra áreas sujetas a cargas particularmente altas, como spoilers o alféizares de puertas, que también están diseñados para repeler el agua”, dice Martiné. “O superficies muy mate que reducen los reflejos del tablero de instrumentos al parabrisas”, agrega Benjamin Krummenauer, gerente de producto de la firma Shape Sauer, enfatizando que “todo esto es confiable para el proceso y el área de aplicación es inmensa”.

Prevalencia del láser

Actualmente se tiene la deficiencia de que muchos de los que se beneficiarí­an con la nueva tecnologí­a no saben que existe. Martine explica que “al igual que con todas las innovaciones tecnológicas que desafí­an al diseñador con relación a quién ha desarrollado, por ejemplo, el nuevo diseño interior de un automóvil y que ya es de dominio público, a menudo no conocen (aún hoy en dí­a) que todas las estructuras que se crean con cualquier software de edición de imágenes pueden, gracias al texturizado con láser, realmente ser realizadas”. La libertad de diseño del diseñador es, por tanto, mayor que nunca. Esta es una de las principales razones por las que el texturizado con láser será cada vez más importante para la industria de herramientas y moldes.

Tendencias exactas
La ablación con láser es un proceso flexible y rápido para procesar cualquier material como vidrio, cristal, polí­mero o metal. En la ablación por láser, también llamada evaporación por láser, el material se elimina de la superficie mediante el bombardeo con radiación de pulsado láser. El procesamiento del láser conduce a un fuerte calentamiento. La formación de plasma debe evitarse. La tecnologí­a permite un corte preciso y con ahorro de material, la perforación de agujeros de casi cualquier sección transversal, así­ como la producción de estructuras de superficie tridimensionales y piezas más pequeñas. DMG Mori y GF Machining Solutions son actualmente los dos principales proveedores de equipos de texturizado láser. Ambos fabricantes ofrecen un total de cinco tipos de máquinas en su cartera. Dependiendo de la aplicación, dos fuentes de láser con diferentes caracterí­sticas de eliminación están disponibles para la configuración de la máquina: fibra y láseres de pulso ultracortos. Según el material y la fuente de láser utilizada, se pueden producir depresiones de hasta 2 mm de profundidad o calidades de superficie de hasta Ra <0,2 μm.

Lo más importante será que la industria reconozca y reaccione paso a paso, conforme la tecnologí­a también avance. “El mercado está aumentando increí­blemente fuerte y estamos viendo un interés creciente en esta tecnologí­a año con año”, afirma Krummenauer. “Muchos de los fabricantes de herramientas y moldes que se han establecido en los últimos meses para ofrecer trabajos externos de taller, ahora solicitan información sobre los sistemas láser. Esta es una tendencia clara que puede hemos podido constatar”.

Anteriormente este proceso era principalmente quí­mico pero las empresas impulsadas por la innovación son las que están generando la compra de esta tecnologí­a que a la postre hará posible también la masificación de los sistemas láser para ser incluida en los procesos convencionales de máquinas herramienta.

Diseños orientados al futuro

“Hacemos el trabajo de desarrollo y el diseño claramente para el futuro, no para el pasado”, dice Reichle. Los especialistas en diseño necesitan alrededor de dos semanas para presentar una muestra al cliente. “La gran ventaja es que, mucho antes de que la herramienta está en el proceso de fabricación, podemos desarrollar propuestas de diseño horizontal, vertical, oblicua, o en funcionamiento. Hay muchas maneras de presentar y el cliente ve de antemano cómo la textura de su producto se verá al final”, explica.

Una vez que se ha otorgado la aprobación para el diseño y se han aclarado todas las demás formalidades, la herramienta, tan pronto como llega a la empresa Reichle, va al sistema láser por correo y el proceso puede comenzar. “Somos capaces de hacer entregas de manera muy rápida. El trabajo manual es una cosa del pasado. Las máquinas funcionan las 24 horas del dí­a”, explica el Director Gerente de Reichle.

Una ventaja igualmente grande del diseño de la superficie mediante texturizado con láser es la reproducibilidad. La información es consistente, transparente y disponible en todo momento. La reelaboración y las reparaciones son fáciles de llevar a cabo. Reichle añade que “soldamos un poco de material en un lugar dañado o desgastado para que la máquina, sobre la base de la reprogramación, realice el registro existente para definir el área en cuestión y esto es todo. Casi todo el proceso se ejecuta a continuación de manera automática y el trabajo manual que se requiere es solo en el último paso, para revisar las transiciones de tal modo que la reparación se vuelva completamente invisible”.

La cadena de beneficios no se rompe. Después de todo, el proceso de texturizado con láser no solo es rápido y eficiente en comparación con los métodos convencionales, sino también respetuoso con el medio ambiente. La supresión de sustancias tóxicas y corrosivas es total, se elimina en el momento, lo cual es otro punto bastante significativo.

Pero a pesar de todas las ventajas y el mercado potencial obvio, el reto para enfrentar la inhibición en las tiendas de herramientas y moldes consiste en establecer la nueva tecnologí­a internamente. Reichle ofrece una explicación simple: “El reto no es la tecnologí­a en sí­, sino qué tan fácil resultará encontrar personal idóneo, pues por el momento no hay un conocimiento especí­fico desarrollado para este campo tecnológico. Por esta razón, nos hacemos cargo de la formación de nuestros empleados en la compañí­a misma”.

Debe existir una cierta sensibilidad para la apariencia y el diseño, afinidad por los gráficos y el diseño del producto, y experiencia con los programas de procesamiento de imágenes. El directivo señala que “la tecnologí­a es fácil de implementar para alguien con conocimiento CAD/CAM o experiencia CNC; sin embargo, la formación del personal lleva tiempo, mucho tiempo. Mientras tanto, uno debe ser consciente”.

El hecho es que el esfuerzo vale la pena y puede verse en el éxito de negocios familiares pequeños, pero con un rápido crecimiento.

Sobre Reichle Technology Center GmbH

Hace 37 años, la empresa familiar de Bissingen an der Teck se convirtió en el mayor proveedor de servicios de texturizado láser en Europa con un total de once sistemas láser (tres y cinco ejes). Además del texturizado y la soldadura láser, la empresa ofrece servicios relacionados con el diseño de superficies, tecnologí­a, reparación de granos, grabado láser y CNC, así­ como la reparación de fundición mediante soldadura láser, principalmente para la fabricación de herramientas y moldes. Actualmente, el centro tecnológico tiene un área de producción de 4800 m² y emplea a 75 personas y 5 aprendices.

Reichle, el proveedor de servicios más grande de Europa en texturizado con láser, actualmente posee once sistemas láser parcialmente automáticos de tres y cinco ejes.

La diseñadora de producto Nadine Gí¶hring desarrolla las primeras sugerencias de diseño en su lugar de trabajo. Como actualmente no existe una profesión de capacitación especí­ficamente en esta área, Reichle capacita a sus empleados en la empresa en consecuencia.

Ya sean vasos de yogur, cosméticos o mangos para dispositivos técnicos, el texturizado láser permite posibilidades de diseño completamente nuevas. Los clientes de los especialistas en diseño de Reichle reciben las primeras propuestas de diseño sobre tableros de muestras auto rociados en un plazo de dos semanas.

El AgieCharmilles Laser P 4000 U diseñado por Gantry de GF ofrece el espacio de trabajo más grande de 4000 x 3000 x 1500 mm, por lo que es adecuado para el mecanizado de las herramientas más pesadas.

El texturizado láser confiable en el proceso en AgieCharmilles Laser 1200 5Ax garantiza estructuras de superficie únicas.

¡Enlace copiado!

Te podría interesar...

Lo mas leído

El secreto radica en las características particulares que ofrecen los diferentes grados.
Mecanizado

Se trata de Tiger·tec Gold, una generación desarrollada integralmente que garantiza su ren...

Miguel Durán・12/07/2022
Fabrica
Manufactura aditiva

La gestión de la producción debe ser adaptativa, capaz de ajustarse a diferentes necesidad...

Jose F. Pulido Jiménez・03/06/2022
Una red de grado industrial atiende necesidades muy distintas a una que va dirigida a un consumidor promedio.
Automatización

Estas redes se componen de recursos 'delicados' que garantizan el control y el manejo de p...

Miguel Durán・14/07/2022
En busca del tiempo perdido
Mecanizado

Aprenda cómo impactan las pérdidas de tiempo en la productividad de su taller y conozca es...

Metalmecánica Internacional・01/09/2021