Los fabricantes que utilizan materiales compuestos para fabricar sus productos o piezas, por ejemplo, para aviones, botes, automóviles o palas de rotor, tienen el objetivo de minimizar el tamaño y peso, así como maximizar la fuerza de lo que están produciendo. Uno de los factores clave que deben considerar es la ubicación y posicionamiento exactos y precisos de las capas del material compuesto.
Cuando se introdujeron los materiales compuestos, sus propiedades únicas tuvieron consecuencias importantes en la reducción del tamaño, el peso y la potencia de los componentes principales para las industrias aeroespacial, automotriz, espacial y de construcción naval. Lamentablemente, la naturaleza laboriosa de la producción de laminado con materiales compuestos no redujo en absoluto los costos de fabricación.
La tecnología de proyección láser de FARO® está ayudando a que eso cambie.
Esta tecnología, adoptada para aplicaciones específicas en el campo de los materiales compuestos, permite a las compañías reducir los ciclos de producción, disminuir los desechos o el retrabajo e incrementar la productividad general.
Una de estas aplicaciones clave se relaciona con el laminado de los compuestos sobre una herramienta para un proceso de producción en forma gradual.
Los fabricantes buscan maneras para ubicar y colocar las capas con la mayor precisión y velocidad posibles para optimizar el proceso de laminado. Algunas compañías utilizan plantillas o Mylars para intentar acelerar el proceso de laminado y garantizar la exactitud de la ubicación. Necesitan medir, cortar y construir las plantillas (Mylar, herramientas de metal duro, papel), y luego los operarios deben jalar y colocar las plantillas correctamente para cada capa de cada trabajo o pieza. A menudo, se requieren mediciones manuales y la intervención humana para colocar estas plantillas correctamente, mientras que la mayoría de los laminados compuestos incluyen varias capas.
Utilizar herramientas obsoletas, como cintas métricas, hace que el proceso de laminado sea lento y, a veces, impreciso. Incluso el uso de plantillas físicas o Mylar para intentar acelerar el proceso puede ser difícil, ya que implica jalar la plantilla correcta, alinearla y colocarla, fijarla y luego mantenerla en esa posición durante el proceso de laminado real:
Si bien las plantillas muestran a los operarios dónde colocar las capas, deben ubicarse correctamente antes de colocarlas, lo que requiere mucho tiempo y trabajo.
Las plantillas y las herramientas de metal duro también generan un costo importante en cuanto a su construcción, almacenamiento y mantenimiento.
Además, la capacidad para hacer cambios de ingeniería sobre la marcha ha abierto enormes oportunidades para los avances en el diseño y la aplicación de la ingeniería; sin embargo, las plantillas físicas pueden también volverse obsoletas al poco tiempo, no solo cuando se crean piezas nuevas, sino también cuando se presentan las solicitudes de cambio de ingeniería (engineering change orders, ECO): el cambio de ingeniería suele requerir una plantilla nueva. Y, al desarrollar y lanzar un producto nuevo, la cantidad de ECO puede ser bastante extensa.
Los FARO TracerSI y TracerM Laser Projectors permiten a los fabricantes hacer frente a todos estos desafíos de una manera eficaz y eficiente:
Reducen los tiempos de diseño- Aceleran la colocación de las capas
- Acortan los ciclos de producción
- Mejoran la productividad
- Disminuyen el tiempo de inactividad
- Reducen los desechos o el retrabajo durante el laminado
El FARO Tracer proyecta una plantilla de luz láser sobre la herramienta de material compuesto, delineando la ubicación y la orientación exactas de los materiales que forman la capa de compuestos, en la secuencia correcta según el plan de la capa (película) basada del trabajo. El uso de estas plantillas virtuales mejora radicalmente el tiempo del ciclo para laminados muy complejos que llevan cientos de capas.
Además, eliminar el tiempo que lleva construir plantillas físicas es decisivo para reducir los costos de fabricación y el tiempo de salida al mercado.
Utilizar la proyección láser reduce en gran medida los puntos críticos del proceso ECO, lo que permite incorporar rápido los cambios (en cuestión de días en lugar de semanas o meses). Cuando se modifica el modelo CAD, los cambios de la proyección láser se suben a la computadora que controla el proyector y los cambios se implementan de inmediato en la siguiente unidad de producción.
Por último, pero no menos importante, con el ensamblado guiado por computadora y láser, la posibilidad de que se produzcan defectos durante el proceso de laminado se reduce en gran medida porque las soluciones de ensamblado guiado por láser, como el Tracer, garantizan la más alta calidad de producción, independientemente de la experiencia y las habilidades del personal en los diferentes turnos.
La tecnología de proyección láser además proporciona gran ayuda para las máquinas de colocación avanzada/automática de fibras (AFP). Las máquinas AFP ubican automáticamente la fibra sobre una herramienta. En particular, se utilizan para colocar la fibra en la dirección correcta, lo que acelera el proceso de laminado: tradicionalmente, los fabricantes verificaban los ángulos de la fibra usando herramientas manuales. Sin embargo, esto exige mucho tiempo y trabajo, y detiene la producción.
La tecnología de proyección láser es un método rápido para verificar la orientación de la capa. Al adoptar una solución de proyección láser, los ángulos de la fibra se pueden verificar visualmente durante el proceso de proyección: el láser Tracer proyecta la línea deseada (línea del ángulo de la fibra) y un operario verifica visualmente utilizando la línea proyectada como guía y un transportador.
La proyección láser además permite el laminado manual de capas menores que la longitud de trayecto mínima de la AFP. De esta manera, la tecnología de proyección láser reduce el tiempo y el trabajo para revisar los ángulos de la fibra: no se requieren herramientas físicas (además del transportador) para revisar el ángulo de la fibra y esta verificación es independiente de la máquina AFP (verificación independiente).