Macchine taglio laser e saldatura

Lavorazioni laser.

TWIMP, il prodotto non è il solo macchinario!
TWIMP è una divisione aziendale con spazi e persone dedicati al mondo laser. Un "ecosistema" notevolmente qualificato per assicurare alte e specializzate competenze che garantiscono la miglior soddisfazione del cliente.

TWIMP, la macchina
TWIMP è una macchina tecnologicamente all’avanguardia per le lavorazioni laser con sistema 3D automatizzato. Nata dall’output della seconda fase di un progetto H2020 cofinanziato, racchiude tutta l’esperienza e la sperimentazione di Elettrosystem. Il sistema, molto accurato, è sviluppato tenendo in considerazione l’efficienza della forza di produzione, della riduzione dei passi produttivi, e relativi costi; la configurazione della macchine è sartorialmente cucita sui prodotti cui l'impianto è destinato. TWIMP è infatti la soluzione per abbinare la qualità con la praticità nelle lavorazioni di manufatti/semifiniti con volumi relativamente contenuti e geometrie complesse.

TWIMP, le persone
TWIMP è una divisione aziendale con tecnici giovani, "vulcanici", intraprendenti e molto competenti. Ogni aspetto di un progetto TWIMP viene seguito da un team affiatato ricco di competenze di progettazione software, hardware, meccanica e di definizione del processo laser. Inoltre la responsabile delle applicazioni è un Tecnico Sicurezza Laser certificato.

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Macchina TWIMP

TWIMP deve essere la, e non una, macchina del cliente per quelle specifiche applicazioni. La filosofia di fondo quindi è che la macchina deve adattarsi alle necessità del cliente e non viceversa. "Customer oriented" significa che il vero valore di una macchina TWIMP è la sua capacità di soddisfare le aspettative del cliente andando a risolvere compiutamente dei problemi o dei bisogni che portano all'acquisto di un nuovo macchinario.

Caratteristiche apprezzabili delle macchine TWIMP sono:

FORM FACTOR TWIMP è disponibile con due fattori di forma base: un banco ed una cella robotizzata. PIÙ DETTAGLI

CONFIGURABILITÁ Uno dei punti di forza delle macchine TWIMP è la possibilità di personalizzare ogni singola unità. Non una mera configurazione delle predisposizioni per le attrezzature, ma una vera e propria progettazione della zona d'interazione con l'operatore o la linea automatica di asservimento. PIÙ DETTAGLI

INDUSTRY 4.0 Non solo interoperatività con MES/ERP, come più comunemente è intesa la quarta rivoluzione industriale, ma anche tanta potenza di calcolo al servizio di un CN-PLC, per governare il braccio robotico, ed attenzione per l'operatore. PIÙ DETTAGLI

INTERFACCIAMENTO MES/ERP
Possibilità di comunicare con i più diffusi sistemi di gestione della produzione; non solo come interrogazione dei dati di produzione, ma anche come visualizzazione dello stato della macchina. Facendo tesoro della possibilità di stabilire una comunicazione con i più diffusi bus di campo e protocolli, è possibile applicare uno standard o modellare uno standard per interfacciarsi con qualsiasi MES/ERP.		Certificazione di conformità all'Allegato A annesso alla legge italiana sui "Beni funzionali alla trasformazione tecnologica e digitale delle imprese secondo il modello «Industria 4.0»" di una macchina TWIMP commissionata da un cliente.

EDITAZIONE & GESTIONE PROGRAMMI
L'editazione dei programmi offline, avvalendosi del simulatore o eventualmente anche di un software CAD/CAM opzionale, è sicuramente una opportunità che permette di guadagnare tempo e prevenire errori materiali. Le macchine TWIMP rendono disponibile questa funzionalità mediante la piattaforma propria del sistema proprietario o, come nel caso del CAD/CAM, mediante software commerciali specificamente adattati alle nostre macchine e completati di apposito post-processore.		Esempio di applicazione elaborata mediante simulatore offline ricalcante la configurazione hardware della cella.

OPERATIVITÀ
L'attezione alla funzionalità e alla sicurezza dell'operatore traspare anche dall'integrazione di una interfaccia utente notevolmente semplificata ed immediata e da un pannello operatore senza fili. L'operatore, infatti, è bene che abbia lo sguardo focalizzato sulla zona di lavoro per guidare il robot in prossimità del pezzo con la sicurezza di evitare collisioni ed anzi assicurando la massima precisione. Ecco perché è stato sviluppato un pannello con comandi fisici riconoscibili al solo tocco con le dita privo di cavo che genera potenziali inciampi pericolosi.		Esempio di una pagina dell'interfaccia utente

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Processi TWIMP

Le macchine TWIMP beneficiano della massima flessibilità anche per per quanto riguarda i processi.

Elettrosystem non è vincolata ad alcun produttore o distributore di dispositivi laser, ma, al contrario, viene selezionato quanto di più idoneo il mercato delle apparecchiature laser mette a disposizione al momento della valutazione di fattibilità e di configurazione della soluzione. Seguendo questa filosofia, Elettrosystem propone ai propri clienti macchine TWIMP equipaggiate dell'ottimale combinazione di sorgente-fibra-testa di processo e chiller rispetto alle specifiche necessità del cliente.

Le attrezzature integrate sono sempre di primari produttori con una solida ed affidabile rete di distribuzione di ricambi e un supporto tecnico reattivo e competente a livello mondiale. Tutti i processi messi a punto e disponibili con le macchine TWIMP utilizzano solo laser fibra o diodo.

Questa opportunità permette di declinare le macchine TWIMP per tutti quei processi resi disponibili dalla tecnologia: taglio, saldatura, tempra, rivestimento.

TAGLIO Il taglio di per sé è un processo molto consolidato nel mondo delle lavorazioni laser, TWIMP può dare vantaggi in termini di tridimensionalità. PIÙ DETTAGLI

Anche in questo le macchine TWIMP possono dare un valore aggiunto fornendo una soluzione per i tagli di manufatti con geometria articolata. Le funzionalità di movimentazione del robot ed interpolazione con assi esterni permettono notevoli vantaggi nella lavorazione di pezzi idroformati, imbuttiti, tampati,...

MATERIALI RIFLETTENTI
La lavorazione dei materiali riflettenti diviene sempre più necessaria perché questi metalli, quali il rame, l'alluminio, il bronzo, vengono impiegati nelle applicazioni legate alla mobilità elettrica, ma non solo. Anche il settore dell'arredo cucina e del food in generale, con i pannelli in acciaio lucidi sono interessati da questo processo come preparazione alle successive lavorazioni di giunzione .		Esempio di taglio di un componente a sezione circolare in acciaio inox lucido.
		Esempio di taglio di un campione di ottone.

SPESSORI VARIABILI
Sostituire le lavorazioni meccaniche, anche di precisione, è divenuta una necessità che trova un'ottima soluzione nell'applicazione di processi laser. Quella di praticare aperture a componenti meccanici con spessori variabili è una sfida rilevante perché richiede una definizione di taglio eccellente lungo qualsiasi punto del percorso pur non conoscendo istantaneamente lo spessore stesso.		Esempio di taglio di un ingranaggio elicoidale non fasato (posizione dei denti ignota).

MATERIALI POLIMERICI A BASSA DENSITÀ
Alla base del processo di taglio vi è il fenomeno fisico dell'assorbimento di energia e quindi la fusione di materiale che viene allontanato dal soffio di gas in pressione (ovviamente semplificando molto). Questo processo può avvenire con grande difficoltà se la densità del materiale aggredito dal laser ha una bassa densità, proprio come quella dei tessuti polimerici. Tuttavia, il taglio di questo tipo di materiali è fondamentale nell'industria e i vantaggi del laser sono immediatamente percettibili in termini di manutenzione e sicurezza dell'operatore proprio per l'assenza di grandi lame.		Esempio di taglio di materiali polimerici diversi per spessore e densità.

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SALDATURA La saldatura è, o sarà in un prossimo futuro più immediato, sicuramente il processo su cui ci sarà la più grande crescita numerica e tecnologica. PIÙ DETTAGLI

La saldatura su cui è focalizzata l'attenzione di TWIMP è quella autogena. Senza il materiale d'apporto, infatti, i vantaggi economici dovuti al ridotto assorbimento di energia sono massimizzati dall'assenza di approvvigionamenti e logistica del materiale di riempimento e dai fermi per manutenzione. Inoltre, l'assenza di materiali terzi evita la contaminazione chimica della struttura dei metalli da unire.

Per offrire migliori saldature TWIMP si avvale di sorgenti di altima generazione con BPP variabile.

MATERIALI DISSIMILI
L'unione di metalli differenti è una tecnica che si è tradizionalmente avvalsa di tecnologie con apporto di materiale. Il processo messo a punto dai tecnici TWIMP, invece, propone saldature autogene dei metalli più diffusamente impiegati combinati tra loro nel settore automotive.		Esempio di saldatura di AL6061 con DP600 e AL6061 con Cu.

ALBERINI PIENI
In questo contesto è molto diffusa la l'unione per frizione (FSW, Friction stir welding); un sistema che comporta consumi di energia, materiale e tempo. Con questa tecnica si è diffuso il concetto di "penetrazione completa". In realtà, essendo le due faccia accoppiate di testa e unite per il loro stesso sfregamento, non vi è una vera e propria penetrazione della saldatura. Il processo messo a punto dai tecnici TWIMP arriva a garantire importanti penetrazioni del chiodo con prestazioni meccaniche di tenuta assolutamente comparabili a quelle dell'FSW.		Esempio di saldatura di testa di corpi cilindrici pieni, con penetrazione di circa 15 mm ben distribuita a cavallo del giunto.

CORDONI ESTETICI
La saldatura laser è la strada già percorribile per rispondere ai sempre più stringenti parametri di lavorazione dei metalli in ambito alimentare ed arredo cucina. In questi contesti, infatti, è fondamentale evitare giunzioni in cui possono annidarsi e proliferare i batteri, ma anzi preferire sistemi di unione di facile e profonda pulizia. Oltre, ovviamente, all'estetica. TWIMP, in questo settore, ha maturato una apprezzabile esperienza con produttori di primaria importanza a livello globale.		Esempio di giunzione di lamiere relativamente sottili e lucide per cappe e lavelli

COMPONENTI IN RAME
Il rame è un metallo il cui impiego industriale, nella forma di componenti formati da più elementi saldati, sta crescendo esponenzialmente. L'evoluzione della mobilità in favore di tecnologie elettriche sta portando a conoscere e a parlare di prodotti come gli hairpin e le busbar. Qui, rispetto ad altri contesti applicativi, i parametri di qualificazione di una saldatura devono sposarsi con altri più di natura elettrotecnica; quindi non solo tenuta, non solo resistenza, ma soprattutto conducibilità del cordone o del chiodo. Il team TWIMP ha anche in questo lavorato con Università e Politecnici per mettere a punto un processo stabile e privo di schizzi.		Esempio di saldatura di lamelle di rame sovrapposte in cui è apprezzabile un cordone omogeneo ed un bagno molto stabilizzato, privo di porosità e "sputtering"

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TEMPRA La tempra è un processo davvero innovativo e per questo ancora poco diffuso, ma presenta notevoli vantaggi sia tecnici che economici. PIÙ DETTAGLI

RIVESTIMENTO Processo più noto con i termini inglesi "coating" o "cladding". Si tratta di un processo di nuovissima concezione e per questo poco noto, ma presenta notevoli vantaggi sia tecnici che economici. PIÙ DETTAGLI

Sicurezza TWIMP

Non c'è produttività o funzionalità o estetica senza la sicurezza. Una macchina che non garantisce la sicurezza e la salubrità dell'ambiente di lavoro per l'operatore è una macchina inservibile.

Nella progettazione delle macchine TWIMP è stata tenuta in opportuna considerazione:

l'ergonomia, in quanto ad altezze di carico
l'accessiblità, per la pulizia ordinaria e per la manutenzione
l'operatività, in termini di semplicità d'interfacciamento uomo/macchine e strumenti d'ausilio
l'igiene, sotto il punto di vista dell'aspirazione dei fumi e delle polveri (soprattutto durante l'apertura della cella al momento della movimentazione della tavola girevole)
la sicurezza, in ottemperanza alle norme tecniche ed in particolare alla IEC 60825-1

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Assistenza TWIMP

L'assistenza tecnica è il giusto completamento dell'offerta TWIMP. Non solo intesa come assistenza a macchine TWIMP vendute, ma in senso più ampio supporto tecnico per manutenzione di sistemi laser (generatore, testa di processo, fibra, chiller) del cliente, piuttosto che consulenza su processi e progettazione di attrezzature.

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Esempi pratici
di applicazioni
laser Twimp
sono:

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Automotive

Puntoni in acciaio twip, supporti ammortizzatore di dimensioni non trascurabili in ferro, carcassa in alluminio di caricabatterie di auto elettriche, busbar e hairpin.

Elettronica

Involucri in magnesio, dissipatori di calore in alluminio.

Pompe Acqua

Saldatura di corpi giranti, diffusori e sotto assiemi di pompe in acciaio inox, alberi pieni accoppiati di testa.

Compressori frigoriferi

Foratura dinamica di calotte compressori frigoriferi per il posizionamento con grande adattabilità a modelli differenti da processare.

TAVOLA ROTANTE
Nella maggioranza dei casi è richiesta una tavola girevole sulla quale posizionare le stazioni di lavoro ed è sufficiente quindi approntare le predisposizioni per le attrezzature che di volta in volta il cliente vorrà montare. Si può trattare di attrezzature attive, quindi potenzialmente dotate di attuatori elettro-pneumatici con sensori digitali o analogici per serrare il pezzo e per mantenere costantemente monitorato il processo (per esempio in termini di temperatura, con delle sonde, o di geometria con dei sensori di misura senza contatto). In ogni caso, dal più minimale a quello più complesso, ogni trasduttore è monitorato ed ogni attuatore comandato mediante un unico programma in cui è governata sia la cinematica che il motion. I segnali disponibili possono essere impostati ed utilizzati dinamicamente a seconda delle differenti attrezzature impiegate.		Esempio di allestimento della tavola girevole con tavole rotanti provviste di I/O, aria compressa, alimentaizone 24V, gas di copertura, liquido di raffreddamento.
		Esempio di allestimento della tavola girevole con mandrini contrapposti; uno a sua volta movimentato con un asse lineare ed uno su un asse rotante.

SUPPORTO BASCULANTE
In limitate occasioni, invece, quando i pezzi da lavorare sono di dimensioni più generose, può essere indicato un sistema basculante. Anche in questo caso, è possibile che la struttura volteggiante sia predisposta per poter ospitare diverse attrezzature di volta in volta sostituibili per poter processare pezzi o famiglie di pezzi sempre diversi.		Esempio di integreazione di un supporto basculante per semitavola in luogo della tavola girevole.

RIVESTIMENTO
Il rivestimento di superfici mediante il laser è un processo stabile, anch'esso di recentissima e ristretta diffusione. L'applicazione di rivestimenti (a volte anche come microricostruzione) è utile per rinnovare o coprire, per proteggere da usura o fattori ambientali, utensili o componenti.	Immagini indisponibili perché legate a progetti protetti da riservatezza.	Esempio di rivestimento è quello dei dischi freno carboceramici.

	TWIMP micro Dimensioni: ingombro prossimo al metro quadrato; elettronica, generatore laser e unità di raffreddamento sono integrati Modalità di lavoro: prevalentemente per lavoro manuale; operatore provvede al carico dei pezzi grezzi e allo scarico dei pezzi lavorati. Allestimento: tavola rotante o mandrini contrapposti Processi: taglio (microforature o piccole aperture), saldatura essenzialmente anulare o lineare Pezzi processabili: di dimensioni modeste e spessori contenuti Trasportabilità: possibilità di essere movimentato mediante le ruote a corredo

	TWIMP machine Dimensioni: impronta di circa dieci metri quadrati; elettronica, generatore laser e unità di raffreddamento sono integrati Modalità di lavoro: lavoro semiautomatico o completamente automatizzato; operatore o linea automatica di asservimento per il carico dei pezzi grezzi e lo scarico dei pezzi lavorati Allestimento: tavola rotante, mandrini contrapposti, supporto basculante, carico tubi Processi: taglio, saldatura, rivestimento, tempra localizzata Pezzi processabili: con geometria particolarmente complessa e percorsi articolati Trasportabilità: non può essere dotata di ruote

TEMPRA LOCALIZZATA
Sfruttando l'energia concentrata del laser è possibile scaldare in modo molto controllato (sia in temperatura che in penetrazione) il materiale da trattare. Il processo ha il notevole vantaggio, abbinato alle funzionalità 3D di TWIMP, di indurire aree circoscritte di semilavorati con profilo articolato evitandone la fisiologica deformazione tipicamente dovuta allo stress termico diffuso dei sistemi tradizionali.		Esempio di tempra localizzata di denti di una cremagliera.