Una nueva forma de procesar con láser componentes aeroespaciales

Precision Aerospace, Phoenix, es un proveedor global de fabricaciones complejas de chapa metálica mecanizadas para impresión. La empresa se especializa en conjuntos mecánicos y soldados para la industria aeroespacial, principalmente para aplicaciones de motores y escape. Estos incluyen difusores, carcasas de compresores, boquillas, sellos y estatores, carcasas de cajas de engranajes, conductos de entrada y escape, cámaras de combustión y revestimientos, cámaras impelentes y eductores, cubiertas de impulsores y otros conjuntos 3D complejos.

Los fabricantes de motores aeroespaciales recurren cada vez más a Precision Aerospace por su experiencia y capacidades de fabricación para suministrar estos componentes y conjuntos de motores fabricados.

Precision Aerospace instaló recientemente un nuevo sistema de procesamiento láser Laserdyne 795 con mesa giratoria. La tecnología es clave para una importante expansión de la empresa para suministrar componentes de motores avanzados a fabricantes aeroespaciales, ya que la industria ha experimentado un aumento en los pedidos de motores de aviones desde mediados de 2021. El último Laserdyne se adquirió como parte de un intercambio recientemente anunciado de un Laserdyne 780, que Precision Aerospace operó durante más de 15 años.

"Nuestro uso inicial del nuevo sistema Laserdyne 795 fue para cubiertas de cámaras de combustión grandes que necesitaban procesamiento láser", dijo Mark Miller, director de marketing de Precision Aerospace. “Las cámaras de combustión aeroespaciales son componentes que cuestan miles de dólares cada una, por lo que no hay margen para errores y la calidad es el requisito principal. Hemos experimentado un crecimiento del 18 por ciento durante el último año con los principales fabricantes aeroespaciales y de motores, entre otros. Por lo tanto, la incorporación del Laserdyne 795 nos brinda un nivel de productividad aún mayor con resultados de alta calidad”.

El Laserdyne 795 es un sistema de mecanizado láser de 5 ejes diseñado para soldar, perforar y cortar piezas 3D de tamaño mediano a grande con un exclusivo sistema de movimiento de haz móvil, conocido como BeamDirector.

Al combinar mayor velocidad y aceleración, BeamDirector proporciona un movimiento del eje C (giratorio) de 900 grados y un movimiento del eje D (inclinación) de 300 grados. BeamDirector presenta precisión y repetibilidad mejoradas, lo que elimina posibles errores de procesamiento para Precision Aerospace. El BeamDirector tiene un mayor flujo de aire de gas auxiliar, espejos ajustables para una alineación fácil y precisa del haz, y una lente montada en casete y cubiertas deslizantes para un cambio rápido y preciso. El diseño robusto y el control de movimiento mejorado permiten que los sistemas Laserdyne mantengan las especificaciones de precisión y repetibilidad en todas las presiones de gas auxiliar hasta 20 bar (300 psi).

Construido para operar a alta velocidad sin comprometer la precisión mecánica, el Laserdyne 795 es el único sistema láser estándar que garantiza la precisión volumétrica en todos los ejes, según la empresa. Una característica clave de la nueva máquina es su capacidad única para perforar orificios cilíndricos y perfilados, así como para cortar en bisel en una amplia gama de materiales, en particular materiales aeroespaciales como el titanio y el Inconel. El láser de fibra del sistema combinado con SmartTechniques y el controlador S94P proporciona la potencia máxima pulsada requerida para aplicaciones de perforación o salida CW para aplicaciones de corte. Con su arquitectura de marco abierto y viga móvil, el sistema 795 totalmente equipado (sin gabinete para máxima flexibilidad de tamaño/configuración de piezas) es muy adecuado para la amplia gama de componentes y conjuntos aeroespaciales de Precision Aerospace.

“El cambio entre múltiples conjuntos de parámetros se produce en una escala de tiempo de milisegundos, de modo que se pueden realizar diferentes procesos láser y múltiples operaciones en la misma configuración. Ningún otro sistema proporcionó el nivel de control y precisión necesarios para ofrecer consistentemente la calidad especificada por nuestro cliente”, dijo Miller de Precision Aerospace.

“La función de mapeo OFC2 Absolute de Prima Power Laserdyne fue una nueva característica importante para que pudiéramos asegurar la calidad”, añadió. "Es especialmente importante porque procesamos cientos de estas piezas, que son fundamentales para el funcionamiento fiable del motor".

OFC2 Absolute es una función de medición y mapeo de superficies, de sondeo óptico, de precisión y sin contacto con una resolución de 25 um. El sistema señala la verdadera posición de enfoque repetitivamente con un rango de trabajo más largo independientemente de las características y condiciones de la superficie de la pieza, dijo Miller, y agregó que esto permite a la compañía proporcionar constantemente piezas de alta calidad a los clientes.

"Nuestro proceso láser anterior, aunque era más que adecuado en ese momento, no tenía la precisión suficiente para determinar exactamente la verdadera posición del enfoque de forma repetitiva para los requisitos dimensionales actuales", explicó Miller. “La nueva función OFC2 Absolute tiene capacidades superiores de mapeo y ajuste del punto focal con el software actualizado System S94P, lo que permite un posicionamiento de enfoque preciso y repetible. Esto nos ayuda a centrarnos con precisión en el ángulo de perforación y corte y saber que es correcto”.

OFC2 Absolute también tiene un rango de trabajo más largo y es capaz de medir superficies de piezas en un ángulo independientemente de la condición de la superficie, dijo la compañía.

"Muchas de nuestras piezas grandes requieren una precisión de +/- 0,005" (0,13 mm) y, a veces, tolerancias más estrictas, y el nuevo Laserdyne 795 procesa fácilmente las piezas dentro de esas tolerancias", dijo Miller. "Esta última capacidad permite una gama más amplia de oportunidades para mejorar los procesos existentes".

Laserdyne 795 de Precision Aerospace con OFC2 Absolute y controlador S94P proporciona una precisión inmejorable cuando mapea la superficie de la pieza, según la compañía. Lo hace para mantener el enfoque del rayo láser en la ubicación precisa del área de corte, de modo que no haya desviaciones ni huecos en la estructura del borde. Además, el rango de trabajo más largo del OFC2 Absolute permite la ubicación de características de referencia, como bordes, esquinas y orificios que se pueden determinar utilizando una separación mayor y más generosa entre el cabezal de procesamiento láser y la pieza de trabajo, sin interrumpir el proceso.

La función OFC2 Absolute funciona junto con la mesa giratoria 795. "Estas capacidades proporcionan un sexto eje adicional para soportar operaciones de perforación y corte sobre la marcha complejas y consistentemente precisas con una precisión del sistema de hasta 0,005" (0,13 mm)", dijo Miller. “Lo que es igualmente significativo es que el tiempo de configuración se ha reducido entre 30 y 45 minutos con este nuevo sistema. Operamos el sistema durante nuestros dos turnos por día. Eso supone mucho uso y ahorro de tiempo”.

Además de los múltiples sistemas láser, la empresa está equipada con torneado CNC, una variedad de tornos y fresadoras, sistemas de chorro de agua y electroerosión, y tres sistemas de conformado. También cuenta con prensas conformadoras y plegadoras convencionales, así como equipos de procesamiento térmico y capacidades para fusión lineal y soldadura robótica. La empresa planea utilizar el sistema Laserdyne 795 para operaciones de soldadura en un futuro próximo.

Para completar su programa de calidad, Precision Aerospace cuenta con inspección de penetrantes fluorescentes acreditada por NADCAP, pruebas de presión hidrostática y pruebas de flujo de aceite y flujo de aire.

La empresa se compromete a utilizar la última tecnología, como lo demuestran sus avanzados procesos láser, según Marshall Hodge, presidente de Precision Aerospace. Hodge, que tiene más de 30 años de experiencia en fabricación de alta tecnología, adquirió Precision Aerospace en 2019.

"Las circunstancias en las que nos encontramos ahora son una oportunidad para evolucionar y crecer como un especialista líder en la industria", dijo Hodge. "Y eso es lo que estamos haciendo con toda nuestra gama de procesos, incluidas nuestras capacidades láser recientemente ampliadas".

Hasta ahora, los sistemas láser multiproceso para soldar, taladrar y cortar eran más que suficientes. Sin embargo, el Laserdyne 795 está diseñado para cumplir requisitos más estrictos, incluidos los desafíos exclusivos de la soldadura. También proporciona capacidades superiores de corte y perforación, según Precision Aerospace.

La empresa planea comenzar pronto las operaciones de soldadura con el nuevo sistema. Las características clave incluyen SmartRamp, control de flujo de gas, protección de lentes y una cuchilla de aire integrada que hace que el proceso de soldadura sea más controlable para un resultado final superior.

Precision Aerospace desarrolló nuevos métodos para procesar componentes desafiantes, señaló Dominic Rickard, gerente de ventas nacional de Prima Power Laserdyne. “El sistema láser sin carcasa no solo permite el procesamiento de piezas grandes y con formas inusuales de hasta 56 pulgadas (1422 mm), sino que también puede procesar piezas desde todas las direcciones mientras emplea el sexto eje de la mesa giratoria. Sin las limitaciones del recinto, también brinda a la empresa la capacidad de utilizar la automatización de recogida y colocación en el futuro”.

Al promocionar mejoras en la productividad, Hodge dijo que el Laserdyne 795 ofrece más oportunidades para un mayor avance tecnológico en el futuro. Y, añadió, el sistema “nos permite soportar y suministrar una amplia variedad de componentes y conjuntos aeroespaciales. Estas capacidades adicionales de procesamiento láser son una parte importante de las capacidades de nuestra empresa, lo que da como resultado una mejor atención al cliente, un mejor rendimiento y un crecimiento empresarial”.

Para obtener más información sobre las capacidades de fabricación de Precision Aerospace, llame al 602-352-8658. o visite www.precisionaerospace.com. Para obtener más información sobre los productos y servicios de Prima Power Laserdyne, llame al 763-433-3700. o visite www.primapowerlaserdyne.com.

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