Laser Cutting Machines: “El acabado digital es adecuado para su empresa de plásticos?”; Plasticos Universales; June 2006

¿El Acabado Digital es Adecuado para su Empresa de Plásticos?

Por Bill Knotts, Vicepresidente, Spartanics

Las considerables ventajas de los sistemas de corte que no utilizan herramientas los hacen muy atractivos para dar un acabado a una amplia gama de productos de plástico – desde cajas transparentes plegadas, hasta teclados de membrana, a los cobertores y carcazas para los teléfonos celulares, objetos de uso doméstico, y otros bienes para el consumidor, hasta una gran variedad de productos promocionales, y más. Estas ventajas son especialmente importantes cuando se trata de pedidos pequeños, y las velocidades de producción de alguna manera más lentas, de los sistemas de corte digital tienen un efecto marginal sobre el tiempo de entrega del trabajo completo. Las innovaciones en software, en especial, están expandiendo aún más los límites de las aplicaciones de la tecnología basada en el uso de láser sobre plásticos. En este artículo, discutiremos las nuevas posibilidades para el acabado digital en la industria de productos de plástico, y asimismo mencionaremos las limitaciones actuales, que hacen que en ciertos casos, los sistemas que utilizan herramientas aún sean más adecuados.

Beneficios de los Sistemas de Corte Digital

La mayoría de los beneficios de la tecnología de corte digital derivan de la posibilidad de evitar el tiempo, costo y molestia de producir herramientas de corte. Ya sea que se utilicen herramientas duras o troqueles de reglas de acero más económicas, se producen demoras inherentes debido a la creación de las herramientas, lo que retrasa el tiempo de entrega del trabajo. En contraste, los sistemas de corte que no utilizan herramientas (es decir, el corte con láser o el corte digital) crean una capacidad recientemente descubierta para entregar un trabajo en horas y realizar prototipos en forma dinámica, precisamente debido a que no es necesario detenerse y crear la herramienta de corte específica para el diseño artístico. En lugar de ello, los sistemas digitales pueden importar cualquier archivo con diagramas vectoriales y completar la configuración de un trabajo en minutos. Para los decoradores de plásticos que utilizan la tecnología de impresión digital combinada con cortadores digitales, esto se traduce en la capacidad de producir trabajos completos desde el diseño artístico hasta el producto terminado en cuestión de horas.

Los sistemas láser también pueden superar algunas de las limitaciones físicas inherentes en cualquier proceso de corte metalúrgico (basado en el uso de matrices). Los mejores sistemas de corte con láser de su clase pueden crear agujeros tan pequeños como el diámetro de un rayo láser de 250 micrones (0,25 mm). Mientras que se espera que los troqueles de metal tengan dificultades al trabajar con esquinas de menos de 30 grados, esto no es el caso para un sistema de corte basado en la tecnología del láser. En forma similar, cuando se utilizan matrices de regla de acero para esquinas bien definidas, se produce una sección de corte discontinuo (recorte) en cortes de ángulos de 90 grados, lo que crea un potencial de que se produzcan rasgaduras más adelante en un proceso de producción. Esto también puede obviarse mediante el uso de sistemas basados en la tecnología láser, así como la necesidad de crear recortes mecánicos para facilitar la extracción de partes.

Por lo tanto, los sistemas de corte con láser tienen una gran versatilidad y brindan la posibilidad de realizar una gran variedad de cortes y trabajos de marcado, incluyendo el troquelado, cortes pasantes, numeración consecutiva, personalización, perforación, rayado, etc. Y, a diferencia de los sistemas de corte que utilizan herramientas, puede cortarse hasta los materiales plásticos más delgados o frágiles con gran precisión.

Otra ventaja del corte con láser es que realmente elimina el material que queda en la línea de corte. Esto significa que no se requiere un proceso de extracción adicional, lo que a veces constituye un paso adicional laborioso que debe ser realizado con los sistemas de corte que utilizan herramientas, especialmente cuando se está realizando un troquelado de partes complejas con diversas características internas.

En algunos lugares, existe una desafortunada concepción errónea que señala que el potencial de que se produzca un desvío de los rayos láser hace que la tecnología de corte con láser sea peligrosa. Todo lo contrario, una vez que un rayo láser es instalado inicialmente, no existe virtualmente posibilidad alguna de que un rayo láser desviado ocasione un peligro en el lugar de trabajo, un riesgo aún más insignificante debido a que la mayoría de los lugares de trabajo exigen que se utilicen guantes de seguridad en forma rutinaria. De hecho, si bien es muy raro que se produzcan accidentes con tecnologías de corte que utilizan herramientas, cuando suceden, son bastante catastróficos. Más aún, los accidentes que descalifican los sistemas de corte que utilizan herramientas, como por ejemplo cuando los técnicos dejan tornillos pequeños en áreas de corte y se destruyen herramientas costosas, SON relativamente comunes, y constituyen un gasto que puede ser evitado si se utiliza un sistema libre de herramientas.

Corte Digital – Antes y Ahora

Los cortadores de láser tipo trazadores XY (sistemas de grúa), que fueron los primeros sistemas de corte con láser introducidos en los mercados mundiales, frecuentemente no son la herramienta de corte elegida debido a su baja velocidad. Como otros trazadores, son muy buenos para ciertos trabajos de diseño de prototipos, y especialmente tienen un nicho en trabajos de formato grande.

Los sistemas con galvanómetros, por otro lado, son significativamente más rápidos y en la actualidad son frecuentemente utilizados como herramientas de producción completa, en especial debido a la transformación que se ha producido en este tipo de tecnología en los últimos años. La mayor velocidad de los sistemas tipo galvanómetro deriva de su mecanismo de operación básico, que requiere ajustes menores en espejos en ángulo para mover los rayos láser en varias direcciones. Estos son movimientos físicos muy pequeños que sólo llevan fracciones de segundo. En los últimos años, las velocidades de los sistemas con galvanómetros han aumentado en forma muy pronunciada.

La mayor velocidad actual de los sistemas con galvanómetros también está relacionada con la mayor disponibilidad de dispositivos de rayos láser de potencia superior a precios razonables. Cuanto mayor potencia en vatios tenga el láser, más rápido funcionará generalmente. En la actualidad, los dispositivos de rayos láser de 200 o 400 vatios son relativamente accesibles, lo que no era el caso hace algunos años.

Quizás las innovaciones recientes más llamativas en la tecnología de los sistemas con galvanómetros, pueden encontrarse en los sistemas más desarrollados de software que permiten una mejor sincronización entre el encendido y apagado de rayos láser aplicados a geometrías de partes. Los mejores sistemas de corte con láser de su clase en la actualidad, tienen una programación superior que recorta milisegundos de muchas operaciones, lo que da como resultado una mayor velocidad general del sistema de corte con láser Y una mejor calidad del producto final.

En el pasado, la tecnología de corte con láser de la generación anterior no era especialmente adecuada para trabajar con puntos de transición en geometrías de partes, y dejaba marcas reveladoras, perforaciones y decoloraciones. Algunos de los sistemas de corte con láser que están actualmente a la venta en el mercado aún conservan estas limitaciones, y es muy importante probar completamente el equipo de corte con láser antes de comprarlo para asegurarse que utilizan los tipos de software más modernos que eliminan esta clase de problemas de calidad. Los fabricantes que no se toman el trabajo de adaptar completamente los dispositivos de corte con láser a las aplicaciones, terminan pasando los problemas y las limitaciones físicas adicionales a los usuarios de sus sistemas.

Los policarbonatos más gruesos (por ejemplo, de más de 0,33 mm) aún no son adecuados para la tecnología láser, aún si se utilizan los mejores sistemas de su clase, si bien el punto de corte exacto que establece donde funcionarán o no funcionarán los mejores sistemas de láser debe ser determinado para cada caso, ya que al alterar el grado del plástico puede mejorarse de forma significativa la capacidad que tienen los mejores sistemas de láser de cortar materiales más gruesos. Si los policarbonatos son demasiado gruesos para ser cortados con láser, la tecnología que mejor se adapta es frecuentemente el corte con una matriz de regla de acero de alta precisión registrada ópticamente, o con sistemas de corte con herramientas duras, que pueden suministrar una precisión de registro de +/-0,1 mm.

Las últimas innovaciones en sistemas de corte digital están dadas por su adaptación para los materiales de PVC. Debido a que los vapores del PVC son nocivos y corrosivos, se requieren sistemas de filtrado especiales, así como una ingeniería que proteja los componentes que se encuentran cercanos al rayo láser, de la acción corrosiva de los productos derivados del corte del material de PVC. Ahora, es posible cortar con láser materiales de PVC, aunque con algunos gastos y complicaciones adicionales para aquellas personas que realizan la ingeniería de los sistemas.

Combinación de Sistemas de Corte que Utilizan Herramientas y Sistemas de Corte Libres de Herramientas

El pensamiento que dice que los sistemas de corte basados en la tecnología láser no pueden resultar económicos en una producción plena está pasado de moda, teniendo en cuenta las diversas mejoras en materia de velocidad y calidad que se han producido en los sistemas de corte digital, y el ahorro de tiempo que se logra al eliminar pasos en la creación de herramientas. Dicho esto, si la geometría de partes de un trabajo dado no está fuera del alcance de un sistema de corte que utiliza herramientas, y especialmente cuando la longitud de recorrido es considerable, es posible que el sistema de corte que utiliza herramientas sea el método de corte preferido. Para pedidos más grandes con muchos millones de partes, los costos de las herramientas muy posiblemente sean un factor relativamente menor en la composición de los costos totales del trabajo. Para estos pedidos grandes, si pueden adaptarse las matrices para trabajar con los detalles requeridos de las geometrías de partes, posiblemente los diferentes tipos de sistemas de corte que utilizan herramientas (prensas de platina, troqueladoras giratorias, prensas de bastidor abierto registradas ópticamente) sean más adecuados y más efectivos desde del punto de vista de los costos para una aplicación.

Sin embargo, en los mercados mundiales competitivos actuales, la capacidad de generar prototipos rápidamente y manejar pedidos pequeños, claramente define el nicho para los sistemas de corte con láser. “La creación de prototipos en forma dinámica” es un término nuevo acuñado para esta producción aparentemente instantánea de trabajos desde el diseño artístico hasta el producto terminado en cuestión de horas, y ahora que esto es fácilmente realizable, es posible que se convierta en una expectativa estándar en situaciones de licitaciones competitivas.

Por estas razones, se espera que las empresas de productos de plástico más competitivas equipen sus plantas TANTO con sistemas de corte que utilizan herramientas y sistemas de corte libres de herramientas, a medida que estas tendencias globales maduran. Los fabricantes de equipos con experiencia demostrada en AMBOS tipos de tecnología son generalmente la mejor fuente adonde recurrir para obtener soluciones de equipamiento que se adapten mejor a la demanda del mercado actual y en evolución.

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