Aplicación de la máquina de corte por láser de metal en el corte de aluminio.

La ventaja del corte por láser es que puede procesar papel de aluminio de forma rápida y precisa en diferentes formas. Esta ventaja tecnológica hace que los equipos de corte por láser sean atractivos para muchas aerolíneas tan pronto como se comercializan. En la década de 1970, los principales fabricantes evaluaron la tecnología de corte por láser y descubrieron que no se permitía el daño a las características de fatiga de las piezas causado por las microfisuras producidas por el procesamiento por láser. El posible aumento de peso perjudica los intereses de la industria manufacturera, lo que hace que los principales fabricantes de aviones dejen de lado la tecnología de corte por láser.

La fabricación de piezas giratorias y transmisiones se realiza a partir de grandes palanquillas de metal. El fuselaje también contiene algunas piezas que utilizan materiales forjados, pero la mayoría de las piezas del fuselaje están hechas de placas de aluminio. Tradicionalmente, para el procesamiento se utilizan aleaciones de aluminio a base de zinc de la serie 7000, porque la aleación tiene buena resistencia estática y resistencia a la fatiga. Aunque los materiales de aluminio de la serie 7000 son muy adecuados para aplicaciones aeroespaciales, no son resistentes a altas temperaturas. El calentamiento rápido, como las operaciones de soldadura y corte por láser, puede provocar microfisuras. Las microfisuras provocan una disminución de la resistencia a la fatiga. La soldadura y el corte por láser son dos procesos que producen microfisuras inducidas térmicamente.

El control de calidad y procesamiento es crucial. Cualquier proceso que aporte factores inciertos al procesamiento debe ser controlado o eliminado directamente. En el pasado, el corte por láser planteaba enormes desafíos para el control de calidad y la coherencia entre los diferentes lotes de producción.

En el sistema de corte por láser actual se han mejorado las limitaciones de estos cortes por láser en aplicaciones de aviación. Estas limitaciones incluyen el rendimiento ante la fatiga y una menor consistencia del proceso de fabricación. Ahora, el sistema láser ha reducido considerablemente el tamaño de la zona afectada por el calor (ZAT) y las microfisuras correspondientes. En el proceso de corte por láser, los técnicos ya pueden controlar los parámetros de corte y utilizar un software de calculadora para realizar repeticiones precisas. Estos avances tecnológicos hacen que la gente se replantee si el corte por láser es adecuado para la producción de estructuras de fuselaje. La estructura del fuselaje está hecha principalmente de material de aluminio de la serie 7000.

La fractura por fatiga suele ocurrir en lugares donde se concentra la tensión, como los bordes de las piezas, cambios de geometría o uniones. Hay muchas formas diferentes de unir las piezas del fuselaje hechas de chapa metálica y la mayoría de las grietas por fatiga se producen en las uniones. Si el láser no se utiliza para cortar los pequeños agujeros en la junta, el láser se utiliza principalmente para cortar los bordes de la pieza. Para otros efectos, se puede utilizar la posición de conexión más vulnerable para ilustrar que, en comparación con la conexión, las microfisuras causadas por el corte por láser no son el principal lugar del daño. De esta manera, podemos concluir que si es probable que una pieza se rompa en la unión, entonces la tecnología de corte por láser no dañará aún más las características de fatiga de la pieza.

El proceso de corte por láser puede procesar piezas consistentes más rápido y es más eficiente que el procesamiento tradicional. Se espera que la tecnología láser reduzca el tiempo de procesamiento y los costos de producción. Durante mucho tiempo, en el procesamiento de placas de aluminio de la serie 7000, las ventajas del láser no se han aprovechado debido a la reducción del rendimiento a la fatiga. Recientemente, las innovaciones en los sistemas láser han permitido a las personas reevaluar las ventajas del corte por láser de aluminio para la aviación. Las pruebas preliminares han demostrado el potencial de la tecnología láser en el procesamiento de estructuras de aviones. Los futuros sistemas de fuselaje y los diseños existentes no deberían descartar la posible aplicación de láseres en este sistema de fuselaje según la experiencia pasada. Debemos mantener una actitud abierta para analizar diversas situaciones y determinar si la tecnología láser puede aportar beneficios al producto.