Impianti di saldatura laser in automazione e robotica

Le sorgenti laser si distinguono per adattabilità, costi di esercizio contenuti e alta efficienza, rendendoli ideali per la produzione avanzata.

Vantaggi degli Impianti di Saldatura Laser nell'Automazione e Robotica

Rispetto ai metodi tradizionali di saldatura (ad arco, MIG/MAG, TIG, ecc.), la soluzione delle sorgenti di saldatura laser offre diversi vantaggi in automazione e robotica:

• Precisione Elevata: La capacità di concentrare il calore in un punto molto piccolo consente saldature di alta precisione e giunti sottili, riducendo al minimo la deformazione dei materiali.
• Velocità di Saldatura: I laser possono eseguire saldature ad alta velocità, aumentando la produttività, specialmente in linee di produzione automatizzate.
• Qualità del Giunto: I laser producono saldature con minori difetti, notevole profondità e una finitura superficiale migliore rispetto ai metodi tradizionali. Inoltre, riducono al minimo la necessità di lavorazioni post-saldatura.
• Basso Apporto Termico: La riduzione dell'apporto termico comporta un migliore controllo della temperatura di raffreddamento, minori distorsioni e riduce le tensioni residue nei giunti saldati, migliorando le proprietà meccaniche.
• Automazione Completa: Gli impianti di saldatura laser possono essere completamente automatizzati e integrati con robot industriali, migliorando l'efficienza e riducendo l'intervento manuale.
• Flessibilità: E’ possibile ottenere ottimi risultati su qualsiasi tipo di materiale, inclusi metalli ad alta riflettività e spessori molto sottili, ampliando le possibilità applicative.

Impianti di Saldatura Laser: Campi di Impiego e Settori Industriali

Gli impianti di saldatura laser sono ampiamente utilizzati in molti settori industriali grazie alla loro precisione, velocità, e capacità di realizzare saldature di alta qualità. Ecco i principali campi di impiego:

• Settore Automotive: Saldatura di parti della carrozzeria, telai, motori e componenti per veicoli elettrici come le batterie. L'elevata velocità di produzione e la precisione del laser consentono di ridurre il peso dei componenti attraverso giunti più sottili e resistenti, aumentando al contempo l'efficienza di processo.
• Settore Aerospaziale: Saldatura di componenti strutturali in leghe di titanio, alluminio e acciai speciali, così come saldature su tubazioni e sistemi di propulsione. La saldatura laser fornisce un controllo termico preciso e una riduzione delle tensioni residue, garantendo la qualità e l'integrità dei giunti critici.
• Industria Elettronica Micro-saldature per circuiti stampati, sensori, componenti elettronici e packaging. I laser permettono di realizzare saldature estremamente precise su scala microscopica, minimizzando il calore applicato e preservando l'integrità dei materiali.
• Settore Medicale: Produzione di dispositivi impiantabili, strumenti chirurgici e diagnostici, protesi. La precisione e la pulizia della saldatura laser sono ideali per materiali sensibili come il titanio e gli acciai inossidabili, garantendo biocompatibilità e sicurezza.
• Industria Navale e Oil & Gas: Saldatura di scafi di navi, piattaforme offshore e tubazioni. La capacità del laser di saldare grandi spessori e di produrre giunzioni resistenti con una penetrazione uniforme lo rende ideale per strutture critiche e di grandi dimensioni.
• Energie Rinnovabili: Saldatura di componenti per pannelli fotovoltaici, turbine eoliche, e batterie per veicoli elettrici. L'efficienza del laser consente una produzione di massa con alta precisione, specialmente per materiali riflettenti come l'alluminio e il rame.

Focus sugli Impianti Ibridi: Laser-TIG e Laser-Plasma

Talvolta sono implementate anche soluzioni tecnologiche ibride che, di fatto, uniscono i vantaggi di due tecnologie su specifiche produzioni. Di seguito alcuni esempi:

• Impianti Ibridi Laser-TIG: combinazione di saldatura laser con TIG per aumentare la penetrazione e migliorare la qualità del giunto. Usato in costruzioni di serbatoi, tubazioni, e nel settore automobilistico. Combina la precisione del laser con l'abilità della macchina TIG di lavorare con tolleranze più larghe e di gestire meglio i difetti di preparazione.
• Impianti Ibridi Laser-Plasma: saldatura di strutture complesse e materiali ad alta resistenza in settori come la costruzione navale e l’aerospaziale. La combinazione di laser e plasma consente di saldare spessori maggiori a velocità più elevate, garantendo al contempo una saldatura di alta qualità.

Sorgenti Laser più Idonee all'Automazione e Robotica

1. Laser a Fibra: Estremamente versatile e ideale per l'automazione e robotizzazione. Il fascio di alta qualità e la flessibilità del trasporto della fibra lo rendono facile da integrare. Costi iniziali medio-alti, ma con un’elevata efficienza energetica e lunga durata. Costi di esercizio bassi rispetto ad altre sorgenti, con una manutenzione minima.
2. Laser a Disco: adatto a sistemi automatizzati e robotizzati, con alta qualità del fascio e capacità di lavorare materiali ad alta riflettività. Alti costi di investimento, ma offre eccellente qualità e durata. I costi di esercizio sono simili al laser a fibra, ma con prestazioni leggermente superiori in alcune applicazioni.
3. Laser a CO₂: buono per grandi applicazioni industriali, ad esempio fabbricazione tubi, ma meno adatto per robotizzazione rispetto ai laser a fibra o a disco a causa delle dimensioni e dei costi operativi più elevati. Investimento Medio-alto. Costi di esercizio più elevati rispetto ai laser a fibra, a cui contribuisce la manutenzione dell’ottica, più complessa, e l'alimentazione dei gas laseranti.
4. Laser Nd:YAG: Utilizzato principalmente in applicazioni di micro-saldatura automatizzata, ma meno diffuso nelle applicazioni robotizzate su larga scala. Investimento alto, con costi di manutenzione più significativi rispetto ai laser a fibra. Costi di esercizio abbastanza elevati.