Il laser orbitante automatizzato soddisfa i requisiti dell'industria
Il mercato europeo degli scambiatori a fascio tubiero e mantello è attualmente soggetto a un'intensa competizione e sta affrontando sfide dovute ai costi in ascesa di metallo ed energia. Lo stesso processo di saldatura offre una vasta gamma di opportunità per recuperare il terreno perduto. La sostituzione delle procedure convenzionali di saldatura con la saldatura laser automatizzata potrebbe aumentare la qualità del prodotto e la velocità di saldatura riducendo allo stesso tempo il consumo di energia. Richiede il superamento delle attuali sfide relative alla compatibilità con i grandi raccordi da tubo a lamiera e all'interferenza delle vibrazioni sul pavimento dello stabilimento industriale. Con il contributo di partner industriali, gli scienziati hanno sviluppato il prototipo di una nuova testa di saldatura laser personalizzata per le operazioni, per produrre grandi scambiatori di calore industriali con il finanziamento UE del progetto ORBITAL ("Design, development and evaluation of an orbital laser welding head"). La saldatura orbitale per l'unione di tubi viene utilizzata dagli anni '60. Nella sua versione attuale, utilizza la rotazione controllata da computer di una pistola di saldatura convenzionale attorno ai tubi da collegare (cioè in un orbitale) con vantaggi significativi rispetto alla saldatura manuale. L'utilizzo di laser nella saldatura orbitale in condizioni di forti vibrazioni esterne e, inoltre, l'estensione del processo per l'unione tra tubi e lamiere offrono importanti contributi al progetto ORBITAL. Il sistema ORBITAL è composto dalla testa laser orbitale, dal robot industriale sul quale è montata (il sistema a controllo numerico - CNC) e dai sistemi di accoppiamento e posizionamento. La testata laser contiene le lenti che modellano e guidano il fascio laser sul pezzo da lavorare. Il sistema di controllo garantisce un'elevata precisione, un'elaborazione ad alta velocità e un controllo in tempo reale. Il robot è abbinato alla testa orbitale per il centraggio automatico della testa di saldatura quando entra nel tubo e per una migliore precisione e ripetibilità. Il sistema di posizionamento è fissato al pezzo di lavoro durante la saldatura, e l'innovativo accoppiamento meccanico blocca la trasmissione delle vibrazioni dall'officina alla testa di saldatura. Gli scienziati hanno offerto con successo il sistema di saldatura laser orbitale per le saldature da tubo a lamiera richieste nella produzione di scambiatori di calore industriali. Data la continua crescita del mercato degli scambiatori di calore e la forte competizione, la tecnologia ORBITAL avrà un impatto significativo sui produttori UE e sull'economia UE nonostante gli elevati costi del'unità e dell'installazione.
