Il sistema laser marca tubi, tubazioni e profili al volo, integra le operazioni di fresatura

L'identificazione e la tracciabilità del prodotto sono necessarie per molte applicazioni, sia per codice che per contratto, e i requisiti sono destinati a crescere col passare del tempo. Esempi comuni sono i tubi utilizzati per un'applicazione aerospaziale, una sezione strutturale cava utilizzata per un progetto di costruzione o un tubo utilizzato per il trasporto del petrolio. Le marcature permanenti e di facile lettura possono fornire un'assistenza fondamentale nell'identificazione del materiale negli impianti di produzione, nei cantieri o nei giacimenti petroliferi, contribuendo a garantire che il processo di assemblaggio o costruzione si svolga senza intoppi. Per molte applicazioni, la tracciabilità dallo stabilimento al prodotto finito è un must e aiuta a tenere conto di ogni fase utilizzata per la lavorazione del pezzo.

La marcatura di tubi e tubature spesso è un compromesso tra durata e velocità: le marcature più durature possono richiedere più tempo per essere eseguite. Tuttavia, Cajo Technologies, New Orleans, ha dedicato non poco tempo ed energia all'ottimizzazione della marcatura laser al volo e ha messo a punto un sistema che realizza marcature durevoli e funziona abbastanza velocemente da tenere il passo con molti degli attuali laminatoi per tubi e tubazioni. .

"Questi non sono laser ad alta potenza", ha detto il presidente Ismo Rantala. "Consumano molta meno energia rispetto ai laser utilizzati per il taglio o la saldatura." I sistemi dell'azienda funzionano da 20 a 300 watt, sostanzialmente inferiori ai 2.000-4.000 W comunemente utilizzati per tagliare l'acciaio. Per la marcatura di tubi o tubature in acciaio al carbonio alle velocità comuni dei laminatoi, la potenza tipica è di 100 W.

Tuttavia, hanno alcuni punti in comune con le macchine da taglio laser. Proprio come i loro fratelli maggiori lavorano senza attrezzi pesanti, i sistemi di marcatura laser non utilizzano inchiostro, additivi o altri materiali di consumo e, come il taglio laser, il processo è rapido e non richiede tempi di polimerizzazione. Poiché non hanno parti mobili, hanno una lunga durata di servizio, in alcuni casi superiore a 100.000 ore (ovvero 24 ore al giorno, 356 giorni all'anno, per più di 11 anni).

Anche gli attuali sistemi di marcatura laser sono versatili. Mentre i laser a CO2 funzionano bene su acciai al carbonio, acciai inossidabili e leghe di alluminio, i laser di marcatura dell'azienda sono più simili ai laser a fibra nella loro capacità di lavorare su quasi tutte le leghe.

"Ai vecchi tempi, dovevamo considerare attentamente il materiale", ha detto Rantala. "Oggi siamo in grado di marcare circa il 90% di tutti i materiali", riferendosi a metalli e polimeri utilizzati come rivestimento dei cavi, un altro grande settore nel mercato dei laser in rapida crescita.

Così come possono gestire una grande varietà di materiali, funzionano anche in un ampio intervallo di temperature.

"Nulla di ciò che abbiamo visto finora è troppo caldo per questo processo", ha detto Rantala. "Abbiamo un'applicazione che marca le barre di nichel subito dopo che sono state rimosse dal forno, e il calore aiuta effettivamente a migliorare la chiarezza della marcatura."

Un elemento critico è la stabilità. Ogni impianto di saldatura ha un vasto numero di parti mobili, molte delle quali contribuiscono ai movimenti continui su e giù lungo la linea mentre il tubo viene formato, saldato e tagliato. Sono disponibili due metodi per fornire una superficie di lavoro stabile per il laser. Il primo riguarda il montaggio del laser sul mulino. Finché il laser è montato rigidamente sulla fresatrice, vibrerà insieme alla fresatrice, quindi il movimento relativo tra il pezzo in lavorazione e il laser è trascurabile e si traduce in marcature chiare e leggibili. L'altro metodo si basa su maschere, dispositivi o ruote fatti in casa per evitare vibrazioni durante lo spostamento del tubo. "Abbiamo bisogno di circa 4 pollici di corsa molto stabile", ha detto Rantala.

Superfici pulite. Realizzare tubi e tubature può essere un po' complicato. La materia prima e l'attrezzatura del rullo necessitano di una barriera, un film di lubrificazione, per impedire il contatto diretto tra loro. Inoltre, negli impianti di saldatura, il cordone viene raffreddato immediatamente dopo la saldatura mediante un flusso di liquido refrigerante, aggiungendo un altro composto alla superficie del materiale. Può un sistema di marcatura laser, che utilizza nient’altro che un raggio di luce altamente focalizzato, marcare con successo una superficie del genere? In effetti, può. A seconda della velocità della linea, un singolo laser può bruciare liquidi refrigeranti e lubrificanti ed eseguire le marcature necessarie. Se la velocità della linea è troppo elevata per un singolo laser, Cajo fornisce un sistema con due laser. Il primo effettua la pulizia e il secondo la marcatura.