El láser en los moldes

La aportación de ROFIN al procesamiento por láser en la industria del molde: soldadura, grabado y marcado

Reconstrucción local mediante soldadura

La posibilidad de aportar localmente material de la misma o de diferente composición a componentes de gran valor económico es una contribución significativa a la reducción de costes en la producción. Las aplicaciones de la soldadura local se dan por un lado en partes específicas de la pieza, donde la resistencia al desgaste ha de ser incrementada. Por otro lado en las desviaciones de las dimensiones deseadas, que provienen del proceso de fabricación, o como resultado de los daños causados por el uso. Así, puede ser necesario reconstruir una pieza (por ejemplo: herramientas de deformación, de perforación o de moldes de inyección) o una herramienta de producción intensiva (es decir: pistones, cilindros). El revestimiento por aportación láser como reparación, o incluso como prevención al desgaste, está ya ampliamente extendido.

Las ventajas

Las ventajas frente a la soldadura por arco y a la soldadura por resistencia son una mayor velocidad de calentamiento y enfriamiento en el procesamiento y la capacidad de fundir un volumen inferior. Estas ventajas reducen los efectos térmicos desfavorables sobre el material base y reducen significativamente el riesgo de deformaciones, pérdida de cohesión y roturas. Se pueden conseguir revestimientos con una calidad superior, utilizando, por ejemplo, varillas con un punto de fusión más elevado. También se ha de tener en cuenta desde el punto de vista de la producción que el láser permite implementar partes de filigrana más delgada, debido a que puede llegar a procesar hasta 50 μm de diámetro.

El sistema láser: ROFIN STAR WELD

Se usan láseres pulsantes Nd:Yag refrigerados por aire de hasta 200 W de potencia, que permiten hacer soldadura por puntos, cordones, solape y soldadura de aporte.

Gama Star Weld

La anchura de pulso necesaria para la soldadura depende del material a procesar y se halla entre 2 y 10 ms. Actualmente existen sistemas cerrados para moldes más pequeños, o sistemas abiertos para acceder a cualquier tipo de molde. ROFIN abarca con su amplia gama de equipos todas las aplicaciones. Todos son sistemas de fácil manejo y rápida preparación.

Nueva Star Weld Selec

La aplicación

Como ejemplo típico de este proceso, la figura 1 muestra una reparación de un molde de inyección de acero de trabajo en frío que ha sido sujeto a un gran desgaste en los bordes durante el procesamiento de plásticos reforzados con fibra.

Las zonas de los bordes se revistieron con el láser y con varilla de 0,4 mm de diámetro sin problemas de fractura, obteniendo de esta forma un tiempo de vida tan largo como el del molde original. El material aportado tiene 0,5 mm de espesor, y presenta una dureza de 52 Rockwell. Utilizando otros materiales de aportación se pueden llegar a durezas de 60 HRC.

Figura 1

Grabado y marcado en moldes

Por otro lado, ROFIN dispone de equipos de procesado de moldes y matrices. Todos los metales son susceptibles de ser procesados por laser: Grabado en profundidad (“deep engraving”) y marcado (identificación y trazabilidad).

Grabado láser

Esta técnica consiste en una considerable ablación de material. El material se funde y es lanzado al exterior del surco que se crea.

Esta técnica tiene considerables ventajas frente a la electroerosión porque no necesita herramientas, no hay desgaste de útil y es más flexible en su utilización a la hora de trabajar en superficies complejas .La profundidad de grabado suele oscilar entre 10-50 μm de profundidad, aunque se puede repetir el proceso llegándose a alcanzar profundidades de décimas. Además cabe la posibilidad de incorporar un potente software para grabado en 3 dimensiones. (Figura 2)

Figura 2

Marcado láser

Si lo que se necesita es marcar para la identificación y la trazabilidad habra que realizar un marcado. Es el caso en que el material con el que se trabaja cambia de color con la exposición a calor con la presencia de oxigeno, sin una ablación apreciable, es decir, el surco que se deja en la pieza es apenas inapreciable, en torno a la 5 mm. Este método se utiliza frecuentemente con el acero inoxidable, debido a que se consigue marcar en un color negro de muy alta calidad (Figura 3). Podemos marcar logotipos, números de serie, código de barras y data matrix.

Figura 3

Soldadura láser en procesos industriales

ROFIN-SINAR y BAASEL LASERTECH, con una experiencia de más de 25 años en el mercado, han instalado numerosos sistemas y generadores en la industria. Los sistemas de soldadura, grabado y marcado se han convertido en herramientas insustituibles para la fabricación y reparación de moldes de inyección.

La empresa fusionada ROFIN-BAASEL focaliza sus esfuerzos en el desarrollo y producción de generadores y sistemas láser cubriendo las diferentes aplicaciones según las necesidades del mercado: soldadura de plásticos, soldadura automatizada por aportación de estaño; soldadura sin aportación de material de grandes piezas y micro-soldaduras, grabado en profundidad y marcado de precisión en todo tipo de metales y aleaciones. Para ello cubre diferentes gamas de productos: generadores láser continuos de CO2, pulsantes de Nd:YAG , láseres de diodo de alta potencia, láser de disco y láser de fibra.

ROFIN-BAASEL ESPAÑA

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