5 áreas de mantenimiento de la máquina de corte láser que comúnmente se pasan por alto

Falta de mantenimiento preventivo = mal desempeño del láser

February 16, 2012

Manteniendo las aletas en la óptica del láser, el flujo de gas, el desempeño del enfriador y la limpieza de la máquina, un fabricante de meta-les puede asegurar que su máquina de corte láser esté funcionando como debe y posiblemente también pueda alargar la vida útil de la máquina

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Figura 1: Esta máquina láser se ve que corta como debería, pero si no ha recibido el mantenimiento adecuado, el resultado final podría ser costoso. Las partes podrían desecharse debido a una calidad inconsistente del corte, o el gas auxiliar podría desperdiciarse debido a fugas en el sistema de envío de gas. Y ésas sólo son dos áreas de preocupación.

Para algunos, el mantenimiento del láser es algo conocido. El fabricante meticuloso de metales sabe lo importante que es mantener la máquina de corte láser en sus niveles máximos de eficiencia y productividad. El equipo probablemente está bajo un contrato de servicio, y el fabricante sigue religiosamente recomendaciones de manteni-miento preventivo programadas.

Para otros, el mantenimiento de la máquina láser está fuera de la vista y de la mente (vea la Figura 1). Estos fabricantes despreocupados están más preocupados por el tiempo productivo que en programar tiempo improductivo para mantenimiento. No es hasta que tienen un problema con la velocidad o la precisión que entran en modo de solución de problemas. Pero en este punto, como el fabricante no ha estado cumpliendo con las actividades de mantenimiento recomendadas, el operador del equipo no sabe dónde empezar la investigación. El problema puede ser por diversas varia-bles, y se pierde precioso tiempo de corte productivo mientras se busca por qué se interrumpió la producción.

Sin embargo, ése no tiene que ser el caso. Sin importar cuál sea el enfoque al mantenimiento de la máquina láser, un fabricante de metales puede reducir significativamente líos futuros estando conciente de unas cuantas áreas de mantenimiento que comúnmente se pasan por alto.

1. Mantenga la óptica en verificación

Después de que se haga cualquier tipo de mantenimiento a la óptica de una máquina, es crítico que ésta se regrese a las especificaciones del OEM (fabricante del equipo original original, por sus siglas en inglés). De lo contrario, la óptica fuera de especificaciones puede afectar la calidad del modo, la calidad del rayo, el desempeño del corte y la vida de la óptica.

Hay analizador de rayo y perfiladores de rayo para atender este problema. Estas herramientas son sistemas grandes basados en cámaras que miden las características del rayo cuando el rayo láser atraviesa. Sin embargo, este equipo típicamente es muy caro de comprar y complicado de usar en el ambiente de un taller. La implementación puede ser difícil al adaptar la herramienta al sistema de envío del rayo láser. Debido a que el rayo debe pasar a través de la caja grande del analizador, necesita ponerse sobre la mesa de la máquina, debajo del eje Z, un punto reducido.

Algunos fabricantes eliminan la necesidad de ese equipo costoso imprimiendo perfiles quemados de los modos originales en una pieza de acrílico que se pega a cada máquina antes de que salga de la fábrica. Esto permite a los fabricantes tener una referencia y verificar rápidamente las especificaciones adecuadas de forma, tamaño, ajuste de potencia y óptica. Cuando el fabricante verifica los componentes de envío del rayo y el resonador, lo que busca es limpieza. Si hay manchas arraigadas a la superficie de un elemento óptico, es decir, que no pueden limpiarse, éstas seguirán aumentando y necesitarán reemplazarse. En el área de procesamiento, el operador verifica principalmente la lente de procesamiento, pero también confirma que todos los componentes ópticos en todo el sistema estén alineados.

Pueden hacerse verificaciones de la óptica caliente y fría tanto en el resonador como en el área de procesamiento. Las quemaduras calientes con frecuencia afectan a la óptica de transmisión—o a los componentes que absorben calor—específicamente el acoplador de salida y la lente. Si algún componente óptico está causando distorsión térmica, la evidencia se revela inmediatamente por sí misma. La distorsión no será necesariamente obvia en la superficie de la lente, pero el ancho de la ranura cambiará por completo, afectando el corte. El cambio de la ranura se ve fácilmente en el corte con oxígeno de hoja de acero suave de espesor medio. Si éste es el caso, el operador puede aislar e identificar al causante: el acoplador de salida o la lente.

Por supuesto, los avanzados equipos CNC de la actualidad están programados con instrucciones paso a paso para hacer diversas verificaciones de mantenimiento, simplificar las verificaciones de la óptica y los esfuerzos de mantenimiento en el taller.

2. Vigile su aire

La mayoría de las máquinas láser usan un gas auxiliar para cortar. El gas auxiliar fluye a través de la cabeza del láser y sale de la boquilla de corte con el rayo láser para lograr un corte más limpio. El oxígeno, el nitrógeno y el aire del taller son los gases auxiliares más comunes. El oxígeno requiere el flujo más bajo, pero deja bordes oxidados en la parte después del corte. El uso de nitrógeno requiere mayor presión para enviarlo a la cabeza de corte, pero esto también da como resultado un corte limpio y preciso sin oxidación. El aire del taller es el gas auxiliar de procesamiento más rápido y se usa ampliamente para cortar chapa de acero inoxidable, acero suave y aluminio.

Si el fabricante opta por el aire del taller como gas auxiliar, el aire comprimido necesita estar libre de contaminación y de humedad. Por lo tanto, es esencial que las líneas estén siempre limpias y que el sistema mantenga una presión del aire y filtración del aire adecuadas. Verificar las líneas y la fuente de aire comprimido debe ser parte de la rutina de mantenimiento general de un taller. La mayoría de los OEM de compresores emiten directrices de mantenimiento recomendadas, pero una verificación mensual es algo estándar. La contaminación de la fuente de aire afecta el desempeño del corte, la vida de la máquina y la productividad.

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Figura 2: Las aletas sucias no sólo son antiestéticas, sino también nada recomendables. La acumulación de material en las aletas puede evitar que el material permanezca plano durante el corte, lo que puede afectar la calidad del corte, y puede causar daño excesivo a la superficie del material.

Los fabricantes además deben tener un compresor dedicado para la máquina de corte láser para apoyar el suministro de gas auxiliar. Esto evita que los procesos corriente abajo usen la misma fuente de aire y que se reduzca la presión de aire hacia la máquina.

Los generadores de nitrógeno como fuente de gas auxiliar están aumentando su popularidad. Este proceso alimenta aire comprimido a una membrana que purifica el aire en nitrógeno, el cual se usa luego como el gas auxiliar.

3. Sólo enfríe

Aun después de verificar la óptica y el aire comprimido, un fabricante no puede relajarse. El enfriador también necesita revisión.

El desempeño del enfriador tiene que ver totalmente con la temperatura, por lo que es importante mantener un ojo en el termómetro del enfriador. Las variacio-nes en la temperatura de operación podrían afectar el desempeño de la máquina. Las fugas de refrigerante o problemas similares disparan alarmas internas del equipo y apagan la máquina hasta que ésta reciba mantenimiento de un experto en HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado, por sus siglas en inglés). En los casos más extremos, un cambio de temperatura puede dañar al resonador, que requerirá una reparación costosa que implica pérdida de tiempo.

Todos los enfriadores de la actualidad tienen un sensor de temperatura o una pantalla de temperatura para evitar tales problemas. Las nuevas unidades usualmente están tan bien integradas con la máquina de corte láser que requieren poco mantenimiento más allá de limpiar los serpentines y filtros del condensador.

La nueva tecnología de control en equipo de corte láser ha eliminado la necesidad de que un operador de láser esté al tanto de la temperatura ambiente y de su efecto en el enfriador. Las unidades enfriadoras pueden ajustarse para que mantengan una temperatura constante en cualquier clima o región.

Además, si una máquina de corte láser está sin operar durante un fin de semana largo, el agua en la unidad enfriadora tiende a acumular conductividad –o, dicho de manera más simple, su capacidad para conducir una corriente eléctrica. Esto ocurre debido a que el agua es naturalmente conductiva. Cuando la conductividad en el agua del enfriador es alta, las características de auto-diagnóstico de la máquina evitan que el resonador arranque hasta que el nivel sea más adecuado para una operación eficiente. Paja bajar el nivel de conductividad del enfriador, el operador debe operar la unidad enfriadora durante unos cuantos minutos antes del corte con láser.

Muchos enfriadores requieren aditivos y químicos, lo que complica los esfuerzos de mantenimiento. Sin embargo, la tecnología de enfriadores más nueva sólo requiere que el operador vigile el nivel del agua y cambie la resina cuando sea necesario. La resina desioniza el agua y se usa para bajar la conductividad.

4. Manténgalo limpia

Una de las áreas más obvias del mantenimiento de la máquina láser pero que se pasa por alto es mantener limpio el equipo. Las áreas de procesamiento, aletas de soporte, cajones de desechos, piezas de trabajo y guías de tarimas son los más afectados por un mantenimiento negligente. No hace falta una elaborada herramienta o medidor que le diga al fabricante si estas áreas están siendo mantenidas adecuadamente o no. La acumulación de desechos, polvo, grasa y mugre es estas áreas (vea la Figura 2) no sólo hace que un equipo se vea descuidado, sino que además afecta el desempeño de la máquina.

La acumulación en las aletas de la máquina afecta el soporte de aleta y pue-de hacer que el material se desplace.

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Figura 3: ¿Alguno de estos tanques de gas tiene fuga? Un operador no lo puede decir viéndolos, pero si aplica jabón a la parte superior de los tanques después de instalar uno nuevo, tendrá una indicación instantánea de si estos cilindros están sellados herméticamente.

Esto crea dificultades en el manejo del material y puede afectar la consistencia del corte, la precisión y la productividad total. La acumulación excesiva también causa que los cajones de desechos y piezas de trabajo se atasquen.

Más de notar, quizás, es que las áreas de procesamiento, cajones de desechos, colectores de polvo y conductos sin limpiar crean un riesgo de termita. La termita es una mezcla de aluminio y un óxido de otro metal, típicamente acero suave, en los ambientes de fabricación. El riesgo potencial asociado con la acumulación de termita no es bueno: cuando se quema, se generan temperaturas sumamente altas que pueden causar un daño significativo al equipo.

5. Revise el envío de gas

El envío de gas al resonador básicamente no requiere mantenimiento, a menos que se salga una manguera o haya una fuga. A veces las fugas pueden pasar desapercibidas, pero el operador de la máquina verá una diferencia en la potencia de salida de la máquina o en el uso de gas.

He aquí una buena directriz para los fabricantes: cada vez que los cilindros de gas del resonador (vea la Figura 3) se cambien, aplíqueles jabón. Esto le dice de inmediato al fabricante si hay una fuga, y evita pérdidas importantes en la productividad.

La mayoría de las máquinas láser usan hasta tres cilindros separados para alimentar la combinación apropiada de gas para un trabajo de corte, y, como resultado, se requiere un mezclador. Sin embargo, los avanzados diseños de resonadores en el mercado son mucho más simples, y requieren sólo un cilindro de gas premezclado. Estos diseños también requieren menos consumo de gas durante el corte.

Sea preventivo

Los fabricantes de máquinas láser actualmente están haciendo más fácil para los fabricantes practicar un mantenimiento saludable. Por ejemplo, un controlador en el equipo de corte láser más reciente tiene un régimen de mantenimiento que tiene sentido para su calendario de producción. El controlador además almacena notas, fechas y datos históricos para referencia rápida si surgen cuestiones de mantenimiento en el futuro.

Aquellos fabricantes de metales que no pueden calificar su esfuerzo de mantenimiento preventivo como una buena práctica tienen otra opción: la mayoría de los manufactureros de equipo de corte láser ofrecen contratos de mantenimiento preventivo. Éstos eliminan preocupaciones a la larga y reducen los costos globales de mantenimiento y tiempo improductivo imprevisto de la máquina. Con citas de mantenimiento preprogramadas, un equipo de servicio del fabricante del equipo puede hacer una inspección integral en la máquina láser para mantenerla operando al máximo desempeño.



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