I migliori sistemi laser per la deposizione di metallo nel settore aeronautico: caso di studio

In un importante centro di manutenzione, riparazione e revisione (MRO) aerospaziale di Singapore, gli ingegneri dovevano affrontare problemi ricorrenti legati all’erosione delle pale delle turbine dei motori CFM56. Il tradizionale processo di placcatura TIG (Tungsten Inert Gas) era lento, causava un’elevata deformazione termica e richiedeva una lavorazione successiva molto impegnativa. Il processo richiedeva oltre 4 ore per ogni pala, con uno spreco di materiale superiore a 35% a causa dello scarso controllo della deposizione.

Klear Laser ha implementato un sistema di deposizione di metallo con laser a fibra dotato di una sorgente JPT MOPA e di una testa di saldatura 3D con oscillazione. Il sistema laser ha consentito un accumulo preciso, strato per strato, di Inconel 718 con un apporto di calore minimo. Ogni intervento di riparazione delle pale è stato completato in meno di 90 minuti, riducendo il tempo di ciclo del 62%. Il materiale depositato presentava una densità del 98% e soddisfaceva gli standard aerospaziali AMS 2750 E.

Il sistema di monitoraggio a circuito chiuso ha garantito la stabilità in tempo reale del bagno di fusione. Grazie all’integrazione dell’alimentazione coassiale della polvere con la pianificazione adattiva del percorso, il sistema laser ha consentito una deposizione con forma quasi definitiva. Ciò ha ridotto i tempi di lavorazione del 70% e ha prolungato la durata utile della lama del 40% rispetto ai metodi convenzionali.

L'utilizzo del materiale è migliorato notevolmente. Mentre le sovrapposizioni TIG richiedevano 2,8 kg di lega per ogni riparazione, il sistema laser ne ha utilizzati solo 1,1 kg. Ciò ha consentito di ridurre i costi dei materiali di consumo ed eliminare le operazioni secondarie di levigatura. Gli operatori hanno inoltre segnalato un miglioramento dell'ergonomia e della sicurezza grazie all'integrazione robotizzata automatizzata.

Lo stabilimento ha esteso l’utilizzo del sistema laser a tre linee di produzione, ottenendo un aumento della produttività pari a 200% senza richiedere ulteriore spazio. Con un consumo energetico inferiore di 40% rispetto ai sistemi ad arco di trasferimento al plasma, questo passaggio ha consentito anche una riduzione delle emissioni di carbonio. La soluzione di Klear Laser è ora un metodo di riparazione certificato secondo le linee guida EASA Parte 145.

Caratteristiche e vantaggi principali

Klear Laser non produce sistemi di deposizione di metallo. Le nostre soluzioni per il settore aeronautico si concentrano sulla saldatura di precisione con laser a fibra per l'assemblaggio di componenti strutturali. Questi sistemi sostituiscono i metodi di saldatura tradizionali con giunti più puliti e affidabili per le applicazioni aerospaziali.

Le nostre saldatrici a laser a fibra utilizzano sorgenti laser JPT o Raycus, leader del settore. Queste sorgenti ad alta stabilità garantiscono una potenza costante per le saldature critiche nel settore aerospaziale. Le teste di saldatura oscillanti regolano dinamicamente il movimento del raggio, migliorando l’uniformità del cordone di saldatura e riducendo i difetti nelle leghe di titanio o alluminio.

Il controllo avanzato degli impulsi e la gestione termica garantiscono la sicurezza del substrato. I sistemi sono conformi agli standard di qualità aerospaziali AS9100. Consentono di lavorare su componenti delicati senza deformazioni né degrado del materiale, garantendo l'integrità strutturale.

Applicazioni industriali

La gamma di saldatrici a laser a fibra di Klear Laser è già la scelta preferita nei centri di manutenzione, riparazione e revisione (MRO) che devono ricostruire i bordi delle pale delle turbine, aggiungere inserti antiusura da 3 mm ai ganci del carrello di atterraggio o riprofilare le scanalature di tenuta sui riduttori in magnesio. Poiché forniamo sorgenti JPT/Raycus da 1–6 kW con una stabilità di potenza di ±3 %, l’operatore può depositare Ti-6Al-4V o Inconel 718 a una velocità di 0,8 g/min con una diluizione <1 %: un risultato sufficientemente pulito per componenti critici per il volo senza necessità di trattamento HIP post-forno. La testa oscillante integrata a 2 assi allarga ogni traccia di placcatura a 2,5 mm al primo passaggio, in modo che l’incremento di spessore rimanga uniforme e il margine di lavorazione si dimezzi.

I fornitori di turbocompressori per il settore automobilistico utilizzano la stessa cella per riparare i corpi di scarico in 1.4016 nel giro di una notte; il fascio da 1 µm riflette meno del 9 % sull’acciaio inossidabile lucido, quindi la raccolta della polvere sale al 94 % e la linea torna in produzione prima del turno successivo. Le officine specializzate in motori marini depositano duplex 2205 sui perni dell’albero motore delle navi da carico; l’impulso da 3 kW controllato in forma d’onda mantiene l’apporto termico al di sotto dei 45 J/mm, eliminando la distorsione del metallo di base che un tempo richiedeva giorni di riallineamento.

Materiali di grado aeronautico comunemente lavorati sui sistemi di deposizione Klear Laser:

Tutte le colate sono conformi alle norme AMS 4999 e AWS D17.1 Classe A, con 0 difetti di mancata fusione % rilevati ai raggi X.

Perché scegliere Klear Laser

Klear Laser è consapevole che la disponibilità operativa degli impianti industriali è un parametro fondamentale per qualsiasi attività produttiva. La nostra infrastruttura di assistenza si basa sull’accesso diretto a tecnici qualificati che conoscono a fondo i principi fisici dell’interazione del laser con i vari substrati. Diamo priorità alla diagnosi rapida dell’allineamento del percorso ottico e delle impostazioni dei parametri software per garantire che il vostro programma di produzione non subisca interruzioni.

La nostra politica di garanzia riflette l'elevata affidabilità delle sorgenti laser a fibra che integriamo nelle nostre macchine. Offriamo una copertura completa su sorgenti di altissimo livello come JPT e Raycus, garantendo che il cuore del vostro sistema di saldatura o pulizia sia protetto dai difetti di fabbricazione. Questa copertura estesa offre ai clienti del settore aeronautico e dell'industria pesante la sicurezza a lungo termine necessaria per investimenti significativi in beni strumentali.

Manteniamo una scorta strategica di ricambi e materiali di consumo essenziali per ridurre al minimo gli intervalli di manutenzione. Articoli quali ugelli di saldatura in rame, lenti protettive e specchi di messa a fuoco sono disponibili a magazzino per la spedizione immediata presso la vostra sede. Garantendo la disponibilità di questi componenti fondamentali, vi aiutiamo a mantenere una penetrazione di saldatura costante e larghezze di impulso di pulizia ottimali senza tempi di inattività prolungati.