Saldatura Laser con Deposito

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1 Saldatura Laser con Deposito Riparazione Stampi International Sales Meeting

2 Principi della Saldatura Laser con deposito La parte danneggiata dello stampo viene riempita dalla fusione di un filo di materiale d apporto tramite l emissione di un fascio Laser. Il filo viene movimentato sopra lo stampo in modo che il raggio Laser lo possa fondere assieme al materiale base dello stampo stesso. In funzione del diametro del filo Fascio Laser d apporto, la profondità di riempimento necessaria viene raggiunta attrvaerso depositi ripetuti Filo d apporto di materiale. La geometria finale è quindi ottenuta utilizzando post lavorazioni adeguate. Livelli di ripetizione deposito

3 Principi della saldatura Laser con deposito Esempi di applicazioni standard nella riparazione stampi spigoli / aree Nicchie, spoglie, cavità, profondità 15 mm, larghezza 5 mm 99 Saldatura di inserti Datari per stampi Saldature di rinforzao e/o modifica Profili di piccole dimensioni, larghezza 1 mm - Soltanto una ridottissima zona termicamente alterata del materiale base, con nessuna distorsione. - Nessun cratere di penetrazione - Durezza del filo d apporto comparabile al materiale base (tipicamente 50&60 HRC) - Nessuna porosità, vuoti o cricche

4 Concetti e Trucchi 1.- Come scegliere i parametri di saldatura. Spiegazione dell effetto che producono i singoli parametri. 2.- Sovrapposizione. Spiegazione di come deve essere un cordone di saldatura 3.- Energia per impulsa e la sua influenza nell editing di una forma di impulso 4.- Come riparare un bordo di uno stampo (utilizzo del filo ausiliario di supporto) 5.- Come riparare una cricca 6.- Come realizzare un cordone di saldatura a lato di un altro 7.- Riempimento in zone profonde 8.- Saldatura di rame o alluminio 9.- Parametri guida per diversi materiali

5 Concetti e Trucchi Come scegliere i parametri di saldatura. Spiegazione dell effetto che producono i singoli parametri.. A) Aumentando unicamente il voltaggio 290 V /2 ms/foco V/2ms/Foco V/ 2 ms/ Foco 0 B) Aumentando soltanto la durata dell impulso Tempo in millisecondi 290 V /2 ms/ Foco V /10 ms/ Foco V /20 ms/ Foco 0 C) Aumentando la focale del laser 290 V /2 ms/ Foco V /2 ms/ Foco V /2 ms/ Foco 42 D) Variazione simultanea dei punti B e C 290 V /2 ms/foco V /10 ms/foco V /20 ms/foco 42

6 Concetti e Trucchi Come lavorare con un buon grado di sovrapposizione Crocicchio di puntamento (oculare destro) Esempio: sovrapposizione del 50%. La sovrapposizione normale di lavoro è > al 70%

7 Concetti e Trucchi VOLTAGGIO (v); TEMPO (ms) e ENERGIA PER IMPULSO V V V1 1 Energia 1 2 t t1 Energia (J) t Quando visualizziamo una forma di impulso (modellazione) occorre tenere conto che l area influenzata sarà minore rispetto a quanto tramesso in termini di energia. Per poter compensare questa perdita, occorre aumentare il tempo (ms) oppure il voltaggio (V)

8 Concetti e Trucchi Laser Filo d apporto perimetrale Filo d apporto

9 Concetti e Trucchi LASER Riparazione di un bordo danneggiato Filo ausiliario TIPO 1: Bordo esistente ma danneggiato. Una volta definito il materiale da apporto, occorre utilizzare un filo dello stesso materiale come ausiliario. Questo ci permetterà di ricostrutiro il bordo senza influenzare la parete verticale. Per fare questo, dobbiamo fissare il filo tramite alcuni spot laser lungo il bordo dello stampo (generalmente si possono utilizzare gli stessi parametri usati per ottenere un cordone di saldatura con filo di ugual diametro, riducendo però la durata impulso a soli 2 milisecondi). Una volta fissato il filo ausiliario, torniamo ai parametri normali. Il filo ausiliario ha due funzioni: ci servirà da guida ed impedirà il danneggiamento della parete verticale. Bordo danneggiato

10 Concetti e Trucchi Riparazione di un bordo danneggiato Filo ausiliario TIPO 2: Bordo con cianfrinatura. Cianfrinatura Filo ausiliario E possibile utilizzare il metodo del filo ausiliario per la prima parte del processo e successivamente ricreare la zona con altro apporto di materiale. Filo ausiliario Per fare questo, occorrerà ruotare il pezzo oppure inclinare le ottiche in modo che il laser sia nella posizione corretta. Filo ausiliario Cianfrinatura

11 Concetti e Trucchi Riparazione di Cricche CRICCA STAMPO Utilizziamo il sistema con un parametro tale da aiutarci ad parire un solco più grande rispetto alla cricca originale (voltaggio elevato e durata impulso ridotta). Una volta ottenuto il solco, occorre cambiare i parametri per poter effettuare il riempimento con il filo appropriato.

12 Concetti e Trucchi Cordoni di saldatura adiacenti Zona con porosità STAMPO Zona senza porosità Per evitare la generazione di porosità tra un cordone di saldatura e l altro, occorre sempre sovrapporre i vari cordoni. STAMPO IMPORTANTE UTILIZZARE TEMPO ELEVATO (ms) E VOLTAGGIO ADEGUATO (V)!!!!!

13 Concetti e Trucchi Riempimento di zone profonde e strette LASER LASER Per poter fare die riempimenti in zone profonde e strette, innanzitutto occorrerà seguire le indicazioni seguenti: 1.- Verificare la possibilità di accesso alla zona da riempire 2.- Assicurarsi di non entrare in contatto con i bordi superiori dello stampo. 3.- Utilizzare un filo di diametro ridotto Utilizar varilla muy fina, dovendogli dare forma prima della introduzione nella cava.

14 Concetti e Trucchi LASER Saldatura di Rame o Alluminio Entrambi i materiali sono decisamente riflettenti per la luce laser. STAMPO LASER Per poter ottenere i risultati migliori è raccomandabile di pitturare la superficie del materiale base con un pennarello indelebile di color rosso. MARCATURA STAMPO

15 Concetti e Trucchi Lega: Fili in acciaio Voltagio V Impulso ms FUOCO Frequenza Hz Filo da 0, ,5 6,0 4-6 (5) Filo da 0, ,5 7,5 6-8 (5) Filo da 0, ,0 13 (5) Filo da 0, , (5) Bordo ausiliario (Filo da 0,5) 255 4, Energia J/cm Osservazioni

16 Principi della saldatura Laser con deposito

17 Confronto Saldatura Laser - TIG Laser: TIG: Durata impulso: impulsi brevi (pochi ms) Penetrazione continua Nessun preriscaldo Preriscaldo generalmente indispensabile Possibilità di saldare in zone tipicamente impossibile per il TIG. Saldature poco precise soprattutto su geometrie complicate. Nessuna penetrazione di fusione a lato saldatura Significativa penetrazione di fusione Velocità di saldatura Ridotta (con filo da 0,5 mm = 1-6 m/h) Velocità di saldatura In rapporto più elevata ma con conseguente distorsione termica Post lavorazioni semplificate Post lavorazioni complesse

18 Confronto Saldatura Laser - TIG 1cm WIG Laser

19 StarWeld Tool Performance Saldatura di particolari di piccole dimensioni Ideale per piccoli stampi fino a 5 kg di peso Oltre Performance già presenti ed operanti sul mercato internazionale Prestazioni Elevate

20 SW Tool Integral La più flessibile nel Mercato della Riparazione degli Stampi Saldatura con deposito su stampi fino a 350 kg di peso. Laser impulsati Nd:YGA con potenza di 100W, 100J, 6kW, 20Hz Tecnologia brevettata Sweet Spot per impulsi di alta precisione A breve: Integral con 10kW Già disponibile: maggiore lunghezza focale: 155 mm su una distanza di lavoro di 170 mm

21 SW Tool Integral Sistema INTEGRAL

22 SW Tool Integral Sistema di Visione e Focalizzazione del fascio Laser Joystick di Controllo assi

23 SW Tool Integral Sistema di Inclinazione Ottiche Laser Funzione di Modellazione impulso Laser

24 StarWeld Tool Open Il sistema per la riparazione di Stampi di grandi dimensioni Novità: 150W, 100J, 10kW Uno dei sistemi per saldatura Laser più flessibili nel panorama del mercato della riparazione degli stampi A breve: Microscopio, maggiore lunghezza focale (distanza di lavoro di circa 175 mm)

25 StarWeld Tool Open Sorgente per sistema Tool OPEN Testa di Saldatura

26 StarWeld Tool Open Assi di movimentazione Joystick di Controllo assi

27 StarWeld Tool Open Posizionamento Sistema sopra lo Stampo Cerniera del braccio con due gradi di movimento Ruotabile 360 Cerniera con tre gradi di movimento mm Modulo di posizionamento X-Y-Z con testa di saldatura e telecamera Z mm Y X Stampo

28 StarWeld Tool Open Ottiche di lavoro regolabili e motorizzate in direzione y-x- e z per una maggiore precisione Sistema di viasualizzazione con telecamera all infrarosso per un eccellente qualità visiva bidimensionale (in alternativa sarà presto disponibile il microscopio)

29 StarWeld Tool Open Flessibile e Trasportabile Funzionale Robusta Montaggio semplice e veloce Ancoraggio magnetico direttamente sullo stampo Ancoraggio a tavolo di lavoro ancoraggio a muro Sorgente Laser trasportabile su ruote

30 Applicazioni

31 Applicazioni

32 Applicazioni su Stampi per iniezione di polimeri Difetti minimi, alta qualità Riparazione di grandi stampi Non è necessario smontare lo stampo Materiale base: Lega addizionale: LA Diamtero: 0,4mm Durezza: HRC

33 Applicazioni su Stampi per iniezione di polimeri Direttamente sopra lo stampo Distanza sorgente testa fino a 10 m Attrezzaggio rapido Poco spazio necessario Materiale base: Lega addizionale: LA Diametro: 0,4mm Durezza: HRC

34 Applicazioni su Stampi

35 Applicazioni su Stampi

36 kg 0-6 kg Riassunto kg

37 Il presente documento è da considerarsi strettamente confidenziale e pertanto non divulgabile a terzi senza previa autorizzazione di Rofin. Qualunque riproduzione non autorizzata verrà perseguita nei termini di legge dei Copyright

38 SW Tool Open Dati preliminari BLT

39 Specifiche Tecniche Design Vantaggi Confronto Pianificazione

40 Specifiche Tecniche Specifiche Laser : 150 W di potenza media 10 kw di picco potenza 0,2 20 ms di durata impulso 100 J max. di energia impulso 20 Hz max. 400 V, 16 A, 3 fase + N, 50 / 60 Hz Fibra da 400 µm Step Index

41 Specifiche Tecniche Unità di Alimentazione : Scambiatore di calore acqua-aria integrato Pannello di controllo remotato per operatore, 5 m La scatola di controllo Jog Box può venire alloggiata per un facile trasporto Movimentazione su ruote di grandi dimensioni Tre supporti pneumatici per l utilizzo Peso totale circa 265 kg Posizione di riposo e parcheggio della testa laser

42 Specifiche Tecniche Cinematica : Sistema da assi rigidi, fissabili tramite un unico pulsante Ripiegabile, 1,4 m di altezza di trasporto Testa di lavoro bilanciata Area di lavoro a sbalzo 170 cm Altezza massima di lavoro 180 cm Livello base 120 cm Angolo di inclinazione ± 15 Cavi e tubazioni totalmente integrati

43 Specifiche Tecniche Ottiche : Propagazione del fascio laser in fibra da 400 µm Step Index per massima flessibilità Collimatore motorizzato Possibilità di visione tramite miscroscopio o telecamera (non simultaneamente) Microscopio ruotabile a passi di 90 Lenti con 100 o 160 mm di distanza di lavoro Diametro della focale da 0,4 mm (@f=100m) a 2,0 mm (@f=160mm)

44 Specifiche Tecniche Assi X-Y-Z : Assi X-Y con 75 mm di corsa, cadauna., Asse Z con 50mm di corsa Assi X-Y-Z inclinabili tramite uno snodo sferico per un semplice ed efficace posizionamento sempre parallelo al pezzo da lavorare Joystick di posizionamento assi Modalità easy pulsing per impulsi equidistanti Possibilità di controllo individuale della velocità degli assi

45 Design

46 Design Configurazione di Trasporto

47 Vantaggi 150 W di potenza media Raffreddamento acqua-aria nessun chiller esterno Design compatto ( Laser, Chiller, Braccia di posizionamento, Unità xyz) Microscopio o telecamera Ampia area di lavoro Sbraccio di 1,7 m Pannello di controllo remoto del laser, 5m Unità assi motorizzati x-y-z per saldatura inclinabili tramite snodo sferico Lenti con distanza di lavoro di 100 o 160 mm Joystick con easy pulsing

48 Rispetto alla concorrenza ROFIN BAASEL Stabile 150 W Assi di movimentazione => Paralleli alla saldatura Sbraccio 1,70 m Fissaggio sul pezzo da lavorare possibile Movimentazione del braccio meccanico => dolce e precisa Ottiche inclinabili Telecamera CCD Joystick con easy pulsing CONCORRENZA < 150 W con problemi di surriscaldamento Assi di movimentazione => Non Paralleli alla saldatura Sbraccio 0,8 m Fissaggio sul pezzo da lavorare impossibile Movimentazione del braccio meccanico => a scati e imprecisa Nessuna interfaccia per talecamera

49 Pianificazione Anteprima a EUROMOLD di dicembre 2004 Consegne a partire da febbraio 2005 Prezzo di Listino. Circa ,-