L’importanza del taglio laser tubi nella carpenteria metallica

Il mondo del tubo in acciaio e quello delle carpenterie metalliche sono sempre più vicini e interconnessi tra loro attraverso la tecnologia e le macchine taglio laser fibra.

Correvano gli anni 90 quando le prime macchine taglio laser lamiera iniziavano ad essere proposte, sul mercato, con mandrino laterale per i tubi. Costruttori svizzeri e tedeschi furono in prima linea, macchine con campo di lavoro 4000x2000 e 3000x1500 mm avevano la possibilità di parcheggiare le tavole lateralmente e attraverso un mandrino ed una contropunta lavorare i tubi. Queste applicazioni pionieristiche hanno di fatto aperto il mercato del taglio laser dei tubi in vari settori ed ovviamente nelle carpenterie metalliche. Nella metà degli anni 90 arrivano sul mercato macchine dedicate al taglio laser tubi e profili, questa volta la tecnologia non è più svizzera o tedesca ma è italiana. Le macchine dedicate al taglio laser dei tubi rappresentano per molti un’opportunità di entrare in mercati di nicchia ed esclusivi, tutto sommato con poca concorrenza. Allo stesso tempo per molte carpenterie metalliche, negli anni 90, dotarsi di una macchina laser tubo veniva visto come investimento rischioso, quindi gli utilizzatori di questi impianti erano per la maggior parte aziende con un prodotto proprio, in alcuni casi anche centri di taglio laser tubo conto terzi con più macchine installate. Negli anni 2000 vi è il vero boom degli impianti taglio laser tubi, arrivano sul mercato macchine con testa 3d, la quale consente di inclinarsi ed eseguire smussi e cianfrini.
La possibilità di inclinare la testa ha reso possibile anche la lavorazione delle travi in acciaio, HEA, IPE, HEB, potevano essere lavorate con qualsiasi tipo di foro e taglio, il limite del foro eseguito con utensile era di fatto sparito. Con il passare degli anni arriviamo a metà anni 2000 dove arrivano sul mercato macchine in grado di lavorare di tubi fino al diametro 508 mm, ed ovviamente quasi tutto ciò che può inscritto in tale diametro: tubi, tubolari, ovali, travi, angolari, ferri a U, profili speciali, ecc. A questo punto siamo arrivati ai giorni nostri con macchine taglio laser evolute, sia dal punto di vista del generatore laser, che oggi può essere co2 ma anche fibra ottica e quindi efficienza elevatissima con risparmio energetico elevato. Nel settore delle carpenterie metalliche e del taglio laser, gli impianti di questo tipo vengono ancora chiamati laser tubo, ma di fatto è un errore chiamarli così, questo perché si tratta di veri e propri centri di lavoro per barre di qualsiasi tipo e sezione in metallo. Grazie alla tecnologia fibra ottica, oggi non si taglia più solo acciaio al carbonio e acciaio inox, oggi alluminio, acciaio zincato, rame e ottone sono considerati materiali standard e lavorabili senza i problemi di riflessione ottica dei quali soffrivano le macchine laser co2.
Considerando che una macchina taglio laser tubi lavora sia tubolari che profili aperti e non ha limitazioni dovute ai materiali, oggi siamo di fronte a macchine utilizzabili da qualsiasi carpenteria metallica e qualsiasi costruttore di impianti industriali. Anche dal punto di vista del software CAD/CAM per la programmazione ci sono stati grandissimi sviluppi, mentre prima si potevano importare solamente file cad 2d, oggi si possono importare quasi tutti i file 3d, per esempio igs, stp, sat e xt. La possibilità di importare file 3d ottenuti da altri modellatori solidi come SolidWorks e Inventor si è dimostrato strategico, l’operatore non deve per forza essere un disegnatore esperto, dovrà solamente importare il file e decidere quali geometrie tagliare con il laser.
Negli ultimi anni, sia la piccola che la grande azienda hanno iniziato a progettare le loro macchine e i loro impianti avvalendosi di cad 3d, in questo modo per loro è molto conveniente inviare all’azienda i loro disegni in 3d all’azienda che si occupa di taglio laser tubi.
Da una parte, oggi, troviamo macchine taglio laser più efficienti ed affidabili, dall’altra troviamo produttori di impianti industriali che progettano qualsiasi cosa con modellatori solidi 3d e dispongono del file da processare con il CAD/CAM dedicato all’impianto laser tubo.
Considerando tutto questo si evince che la tecnologia attuale consente di processare in modo economicamente vantaggioso anche il singolo tubo. Abbattendo il tempo di programmazione ed il tempo di setup nella lavorazione laser dei tubi ha permesso di ridurre i costi.
A forza di vedere le macchine taglio laser tubi nelle manifestazioni fieristiche, sulle riviste o semplicemente su Youtube, ha permesso ai progettisti di capire come impiegare tubi e tubolari nei loro progetti, anche pensando alla riduzione costi. Spesso si progettano strutture in acciaio utilizzando tubolari e profili realizzando su di essi scantonature, tagli ed incastri. Questo tipo di taglio ad incastro serve per ridurre il tempo di assemblaggio, non servono più le dime e molte volte neanche carpentieri o montatori esperti. Dotarsi di una macchina taglio laser tubi, spesso per una carpenteria metallica, è motivo per fare nuovi lavorazioni ma allo stesso tempo di ridurre i costi di assemblaggio, sul profilo si possono fare incisioni e marcature di riferimento, scritte e tagli per inserire altri tubi e piastre in acciaio. Chiunque si occupa di carpenteria metallica, sa quanto è importante snellire le fasi di assemblaggio prima della saldatura, lavorando con grandi volumi di lavoro ma con pochi pezzi uguali tra loro non si possono costruire dime, è meglio marcare i pezzi con il laser e disegnare soluzioni ad incastro. Parlando di precisione e ripetibilità delle macchine taglio laser tubi, va detto che in passato la fase di tastatura per trovare errore del tubo e correggere il programma richiedeva molti secondi, su tubi strutturali di grande dimensione anche minuti. Oggi grazie agli ultimi ritrovati tecnologici nell’ambito della visione artificiale attraverso sistemi laser, le macchine individuano l’errore ed applicano la correzione in meno di un secondo. Con questi sistemi non è più necessario avere operatori esperti, questi sistemi intelligenti possono lavorare in modo autonomo ed allo stesso tempo semplificare il lavoro quando arrivano barre con torsioni ed errori geometrici dovuti ad una cattiva laminazione.
Quindi in conclusione oggi troviamo macchine taglio laser tubi con setup automatico, sistemi laser per la correzione degli errori del tubo e la possibilità di lavorare qualsiasi materiale metallico e più o meno con qualsiasi forma, con sezioni chiuse come nel caso dei tubi o aperte come le travi e gli angolari. Grazie all’efficienza del taglio laser fibra ottica oggi è possibile dotarsi di una macchina laser tubo con sorgente 3 kw che consuma meno di 20 kwh. La tecnologia fibra ottica, sia nelle macchine laser lamiera che in quelle tubo, esprime il meglio di sé quando si taglia con azoto in alta pressione, grazie a questo gas inerte si possono quadruplicare la velocità di un impianto.
Negli ultimi anni la maggior parte delle carpenterie metalliche si è dotata di un tetto fotovoltaico, in questo modo si produce l’energia elettrica sul tetto e la si utilizza per alimentare le macchine laser, una volta ammortizzato l’impianto (in media 4 anni) si dispone di energia elettrica gratuita e quindi l’impianto laser risulta ancora più conveniente. Sfruttando l’energia solare per alimentare le utenze elettriche della propria carpenteria metallica rende vantaggioso anche la generazione di azoto presso la propria azienda. Esistono aziende che hanno deciso di abbandonare il fornitore di gas e di autoprodurre l’azoto presso il proprio sito produttivo, accedendo al credito d’imposta con Industria 4.0 si può installare un produttore di azoto a costi davvero contenuti. Le carpenterie metalliche attive nel settore del taglio laser dei tubi e delle lamiere, hanno vissuto gli ultimi anni pensando quasi esclusivamente a politiche espansive, l’obbiettivo di tutti era aumentare il numero dei propri clienti. Al giorno di oggi, oltre alle politiche di marketing per la promozione della propria carpenteria metallica o del proprio centro taglio laser conto terzi, si deve pensare all’efficienza energetica delle macchine e delle attrezzature complementari. Le macchine laser tubo dotate di sorgente laser fibra ottica sono di fatto degli strumenti tecnologici di alto livello con basso consumo energetico e quindi rispettosi per l’ambiente in quanto evitano moltissime emissioni di co2 in atmosfera. In media un laser fibra ottica 3 kw co2 consuma 55-60 kwh mentre un 3kw fibra ottica non supera i 20 kwh, con questi valori si può capire quanto si può risparmiare in termini di consumi elettrici.

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