Tolleranze laser: gli ingegneri possono indicarle, ma se non sono realmente necessarie, sono solamente uno spreco di denaro!

Sebbene il laser e il plasma taglino il metallo utilizzando entrambi un processo termico, funzionano in modi molto diversi. Indipendentemente dalla tipologia (CO₂ o fibra) il laser utilizza un fascio di luce monocromatico intenso e lineare preveniente da un’emissione stimolata di radiazioni elettromagnetiche. Uno dei vantaggi di un fascio di luce mirato è la possibilità di tagliare a tolleranze estremamente ristrette. In questo processo c’è una minore variabilità. In generale, un laser può sostenere tolleranze dimensionali dei pezzi tagliati al di sotto di 0,25 mm.* Dall’altra parte, il plasma utilizza un gas energizzato al punto di ionizzazione per creare un arco super concentrato che indirizza l’energia a una temperatura estremamente alta. Ne risultano tolleranze dimensionali dei pezzi parti tagliati di circa 0,5 mm,* utilizzando un sistema al plasma che supporta X-Definition^®.

Ci sono delle scelte da tenere in considerazione relativamente alla tolleranza dei pezzi e alle caratteristiche tecniche del processo di produzione. Una di queste è il costo dovuto a rigidi requisiti non necessari: le differenze tra le tolleranze del laser e del plasma descritte qui sopra equivalgono allo spessore di un comune biglietto da visita! Quindi, prima di richiedere la “qualità del laser” o fare pressioni per ottenere l’aggiornamento delle apparecchiature e dei servizi per il laser al fine di gestire la nuova apparecchiatura, dovresti chiederti: “Ho davvero bisogno di tolleranze così ristrette su questo pezzo?”

Costi nascosti delle tolleranze ristrette

Come regola generale, tolleranze dimensionali più ristrette creano costi aggiuntivi per le attività di fabbricazione e i prodotti. Se la composizione, l’adattamento o la funzionalità del pezzo non richiede realmente una tolleranza ristretta, queste specifiche gravano sulla tua attività con costi non necessari, che potrebbero ridurre i profitti o mettere l’azienda in una posizione di svantaggio rispetto alla concorrenza, o anche entrambe le cose!

Richiedere tolleranze più ristrette del necessario può comportare maggiori costi operativi nei seguenti modi:

• Il costo iniziale della macchina utensile necessaria per fornire le tolleranze. Nel caso di un laser rispetto a un sistema al plasma X-Definition, XPR^®, la differenza nel costo di investimento può essere di molte centinaia di migliaia di dollari. Investimenti così significativi hanno un impatto sul bilancio aziendale e sulle spese di ammortamento.
• Il costo delle apparecchiature di controllo. Tolleranze più ristrette sono comportano generalmente maggiori costi delle apparecchiature di controllo. Se le tolleranze possono essere misurate con un metro a nastro o con altri strumenti a bassa tecnologia, i costi delle apparecchiature di controllo saranno minimi. Se invece le tue tolleranze richiedono uno strumento di misurazione più sofisticato, ad esempio una macchina di misura a coordinate (Coordinate Measurement Machine, CMM), il tuo costo d’investimento potrebbe superare i 120 mila dollari. Peggio ancora, se indichi tolleranze che non sei in grado di misurare in maniera accurata, stai spendendo soldi per qualcosa che forse non otterrai veramente.
• Frequenza di misurazione e formazione richiesta per implementare il regime di misurazione. In generale, più ristrette sono le tolleranze, più frequente è il requisito di misurazione e maggiore è la formazione necessaria per utilizzare l’apparecchiatura per la misurazione. Utilizzando l’esempio precedente, il livello di formazione e retribuzione richiesto per un dipendente che debba misurare le tolleranze utilizzando un metro a nastro sono molto diverse rispetto a uno che utilizza una CMM.
• Materiale di scarto. Un ulteriore aumento di costi riguarda gli scarti. Il processo utilizzato per il taglio deve avere una comprovata capacità di rispondere alle tolleranze richieste. Se tale capacità è marginale o può diminuire con il tempo, è possibile un maggiore tasso di scarto.
• Problemi della catena di fornitura. Definire tolleranze più ristrette può inoltre limitare la tua possibilità di esternalizzare o di trovare fornitori competenti. La competizione tra i fornitori può essere ridotta, il che può comportare un prezzo più alto per te.
• Volume di produzione ridotto. La necessità di tolleranze più ristrette può avvenire a spese di una minore velocità di taglio e di un ridotto volume di produzione. A seconda del tipo di materiale e dello spessore, ciò può comportare costi operativi sostanzialmente più elevati e un minor numero di parti prodotte per ciascun periodo.

Per ottimizzare i profitti, valuta l’implementazione di un rigoroso processo DFM (Design for Manufacturability) con progettazione e produzione, in modo che i pezzi siano dimensionati e specificati in modo adeguato per le funzioni fornite.

Ad esempio, se un pezzo passa dal banco da taglio alla postazione di saldatura, in cui la tolleranza alla saldatura può superare di gran lunga la tolleranza dimensionale consentita dalle specifiche del pezzo, le tolleranze ristrette indicate nella progettazione del pezzo potrebbero essere insignificanti.

Non farti bloccare dall’idea che siano preferibili tolleranze più ristrette. Le caratteristiche tecniche dei pezzi dovrebbero essere considerate con un occhio sul costo del pezzo e le scelte operative per evitare costi e investimenti per la produzione non necessari.

*Le tolleranze dimensionali possono variare a seconda dello spessore del metallo tagliato.

Ulteriori informazioni sui sistemi al plasma compatibili con X-Definition^®.