PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE UN CILINDRO DE CORTE O GOFRADO POR MEDIO DE SOLDADURA LÁSER CON APORTE.

Procedimiento para la fabricación de un cilindro de corte o gofrado por medio de soldadura láser con aporte I. Campo de aplicación La presente invención se refiere a un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1 para la fabricación de un cilindro de corte o gofrado por medio de soldadura láser con aporte, en particular para el uso en una máquina fabricadora de sobres o etiquetas para el corte o gofrado de bandas de material en movimiento o recortes individuales en movimiento. El documento US 5 855 149 A da a conocer un procedimiento de este tipo. II. Antecedentes técnicos En máquinas de fabricación de sobres o etiquetas, los cilindros de corte o gofrado giran a velocidades relativamente elevadas, para realizar cortes o gofrados en bandas de material en movimiento o recortes individuales en movimiento. En este proceso, el papel a cortar o a gofrar contiene componentes metálicos y no metálicos, así como tierras y arcillas, de modo que los salientes de corte o bien de gofrado están expuestos a considerables esfuerzos y están sometidos a un fuerte desgaste. Por dicho motivo, hace algún tiempo era usual fresar los filos de las cuchillas de los cilindros de corte de material sólido. Por consiguiente, todo el cilindro de corte se componía de un material de alta calidad que, según el perfil de requisitos, hubiese sido necesario solamente para la cuchilla de corte o el filo de cuchilla sobre el cilindro de corte. La consecuencia fueron costes elevados en la fabricación de los cilindros de corte. Por lo tanto, en el documento DE 29 07 325 A1 se propuso realizar la cuchilla de corte en forma de cordones de soldadura, soldados sobre el cuerpo de base de cilindro de un acero altamente aleado, resistente al desgaste y relativamente duro. De este modo, el cuerpo de base de cilindro podía fabricarse de un material de menor calidad y correspondientemente menos costoso en comparación con el material de las cuchillas. La aplicación de los cordones de soldadura en el sentido de este procedimiento se realizaba mediante la soldadura eléctrica con alambre. Este proceso de soldadura requiere un tiempo relativamente largo para la aplicación de los cordones de soldadura sobre el cuerpo de base de cilindro, produce salpicaduras de soldadura indeseadas en la superficie del cuerpo de base de cilindro y no pocas veces se forman rechupes y/o fisuras en los cordones de soldadura. Estos rechupes y/o fisuras disminuyen la cargabilidad mecánica de las cuchillas de corte altamente solicitadas y, por lo tanto, su vida útil. Otro procedimiento de soldadura, concretamente la soldadura láser con aporte, se conoce por el documento DE 198 32 185 A1. Allí, para la realización de la soldadura láser con aporte se propone, en particular, el uso de un láser de diodo que funde un material de aporte en polvo para reparar de este modo útiles de moldeo para la fundición inyectada y la fundición a presión. Otra aplicación de la soldadura láser con aporte, de suyo conocida, se describe en el documento DE 195 33 960 A1, si bien no con un láser de diodo. Allí, los útiles de moldeo metálicos se fabrican fundiendo por capas un polvo con contenido de metales en una zona de fusión del rayo láser y las capas aplicadas son mecanizadas a continuación mediante el arranque de virutas. Se ha comprobado que un aspecto no insignificante en el control del proceso de la construcción capa por capa de la pieza de trabajo por medio de la fusión del polvo consiste en la temperatura de la pieza de trabajo. Solamente cuando cada capa es fabricada bajo las mismas condiciones puede conseguirse la homogeneidad deseada con las buenas propiedades mecánicas que esto supone. Por dicho motivo se propone un sistema de medición de temperatura que después del arranque de virutas de una capa registra la temperatura superficial de la pieza de trabajo y dispone que la posterior construcción capa por capa de la pieza de trabajo tenga lugar sólo cuando la temperatura registrada no supere un valor especificado. Esto produce, naturalmente, demoras en el desarrollo de la producción. III. Descripción de la invención a) Objetivo técnico Por lo tanto, es el objetivo de la presente invención crear un procedimiento o bien un dispositivo para la fabricación de un cilindro de corte o de gofrado con una cuchilla de corte o saliente de gofrado que se proyecten fuera de la superficie de un cuerpo de base de cilindro por medio de la soldadura láser con aporte, que garantiza una homogeneidad a ser posible óptima de la cuchilla de corte o bien del saliente de gofrado con una minimización simultánea de la duración y costes del proceso de producción. b) Consecución del objetivo ES 2 365 618 T3 Dicho objetivo se consigue mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Otras configuraciones de la presente invención resultan de las reivindicaciones secundarias. El procedimiento de acuerdo con la invención produce la cuchilla de corte o bien el saliente de gofrado sobre el cuerpo de base de cilindro en una construcción monocapa o multicapas por medio de soldadura láser con aporte. En este caso, cada capa es producida con la ayuda de un material de aporte en polvo que es fundido por el rayo láser 2 ES 2 365 618 T3 en un baño de fusión generado en el lugar de soldadura. La radiación térmica y/o lumínica emitida por el baño de fusión representa una magnitud para la temperatura del baño de fusión. Según la invención, es registrada y detectada y la potencia o bien el nivel de energía del láser usado es controlado o regulado en función de la temperatura detectada del baño de fusión, concretamente de modo que la temperatura del baño de fusión permanece, esencialmente, constante durante la aplicación de la capa respectiva sobre el cuerpo de base de cilindro. Debido a que la temperatura del baño de fusión es, en lo esencial, constante durante el proceso de soldadura por aporte, se produce siempre una fusión uniforme del polvo metálico usado como material de aporte. Esto, a su vez, tiene como consecuencia la homogeneidad deseada de la cuchilla de corte o del saliente de gofrado producida, de modo que las propiedades mecánicas de la cuchilla de corte o bien del saliente de gofrado pueden mejorarse considerablemente. Debido a que al menos durante el proceso de soldadura por aporte se registra constantemente la radiación térmica y/o la radiación lumínica emitida por el baño de fusión y la potencia del láser es controlada o regulada en función de ello, el procedimiento según la invención puede reaccionar en tiempo real a variaciones de temperatura del baño de fusión. Esto significa una aceleración respectiva del proceso de soldadura por aporte, debido a que no necesitan respetarse tiempos de enfriamiento o de calentamiento sustanciales. La soldadura láser con aporte no produce una aleación sustancial entre el material de base del cuerpo de base de cilindro, por un lado, y el polvo fundido, por otro lado. Ello significa que el material de la cuchilla de corte a fabricar o del saliente de gofrado puede ser adaptado, óptimamente, al perfil de requisitos respectivo. Según sea el perfil de requisitos, existe la posibilidad de escoger de manera apropiada la composición del material de aporte en polvo. Según sea la composición de las partículas de polvo que forman el material de aporte, el material de aporte presenta otra capacidad de absorción y de reflexión de la radiación. Consecuentemente, después de especificar el compuesto de polvo para un determinado perfil de requisitos se ajusta, preferentemente, la longitud de onda de la luz de láser emitida por el láser en función de la capacidad de absorción y reflexión de radiación del compuesto de polvo, de modo que el proceso de fusión del polvo se produzca con un grado de eficacia óptimo. Preferentemente, la soldadura láser con aporte es realizado mediante un láser de diodo, en particular un láser de diodo de baja energía. En este proceso, la luz láser generada mediante el láser de diodo presenta, preferentemente, una longitud de onda de 1000 nm, en particular una sobreposición de longitudes de onda del intervalo de 808 nm a 980 nm. Un láser de diodo con una sobreposición de longitudes de onda de 940 nm y 980 nm entregaba buenos resultados de soldadura en el sentido de la presente invención. Un láser de diodo de baja energía tiene, además, la ventaja de que el material de base del cuerpo de base de cilindro solo es calentado en menor medida, es decir, durante la soldadura de aporte no se supera una temperatura del cuerpo de base de cilindro de 50º o 60º, aproximadamente. Un láser de diodo apropiado para los propósitos de la presente invención es, por ejemplo, el láser con la denominación de tipo LDF 1000-2500 de la firma Laserline GmbH de Mülheim-Kärlich. La sección transversal del rayo láser de un láser de diodo presenta,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de un cilindro de corte o de gofrado (2) con una cuchilla de corte (5) o saliente de gofrado sobresaliente de la superficie (3) de un cuerpo de base de cilindro (4), comprendiendo el paso siguiente: a) aplicación en monocapa o multicapas de una cuchilla de corte (5) o del saliente de gofrado sobre un cuerpo de base de cilindro (4) por medio de soldadura láser con aporte, siendo producida la capa respectiva con la ayuda de un material de aporte en polvo que es fundido en un baño de fusión producido en el lugar de soldadura, por lo demás caracterizado por los siguientes pasos: b) registro de una radiación térmica y/o lumínica emitida por el baño de fusión al menos durante la aplicación de la capa respectiva, y c) control o regulación de la potencia del láser (6) usado para la soldadura láser con aporte en función de la radiación térmica y/o lumínica del baño de fusión emitida, de modo que la temperatura del baño de fusión permanece, en lo esencial, constante durante la aplicación de la capa respectiva, siendo la longitud de onda del rayo láser (22) del láser (6) usado para la soldadura láser con aporte ajustada en función de la capacidad de absorción de las partículas de polvo (21) que forman el material de aporte en polvo. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque para la soldadura láser con aporte se usa un láser de diodo. 3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque con el láser de diodo se genera luz de láser con longitudes de onda de 808 nm a 980 nm. 4. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque con el láser de diodo se genera luz de láser con longitudes de onda superpuestas de 940 nm y 980 nm. 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 4, caracterizado porque la sección transversal del rayo láser (22) generado mediante el láser de diodo es convertida en una sección transversal circular por medio de una fibra óptica (11). 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material de aporte en polvo del lugar de soldadura es suministrado por medio de un gas portante que funciona, simultáneamente, como gas inerte para el aislamiento del lugar de soldadura. 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como material de aporte en polvo se usa un compuesto de polvo que contiene menos que o igual a 90 porciento en peso de hierro o contiene, adicionalmente, uno o más componente(s) de aleación escogido(s) del grupo compuesto de B, Si, W, V, Cr, C, Si, Co, Mn, Mg, Ti, óxido de circonio y óxido de aluminio. 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 1 - 6, caracterizado porque como material de aporte en polvo se usa un compuesto de polvo que contiene menos que o igual a 70 porciento en peso de Co y contiene, adicionalmente, uno o más componente(s) de aleación escogido(s) del grupo compuesto de B, Si, W, V, Cr, C, Si, Co, Mn, Mg, Ti, óxido de circonio y óxido de aluminio. 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 1 - 6, caracterizado porque como material de aporte en polvo se usa un compuesto de polvo que contiene menos que o igual a 70 porciento en peso de Ni y contiene, adicionalmente, uno o más componente(s) de aleación escogido(s) del grupo compuesto de B, Si, W, V, Cr, C, Si, Co, Mn, Mg, Ti, óxido de circonio y óxido de aluminio. 8 ES 2 365 618 T3 9 ES 2 365 618 T3 ES 2 365 618 T3 11