Development of industrial processes with ND: YAG lasers for cutting, drilling and welding

• Grant number: 04/13814-7
• Support Opportunities: Research Grants - Program to Support Research in Small Business (PAPPE / PIPE III)
• Start date: January 01, 2005
• End date: December 31, 2007
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Physics - Condensed Matter Physics
• Agreement: FINEP - PAPPE-PIPE III
• Principal Investigator: Spero Penha Morato
• Grantee: Spero Penha Morato
• Company: Lasertools Tecnologia Ltda
• Associated research grant: 98/07319-0 - Applications of lasers in materials processing, AP.PIPE

Abstract

A Lasertools é uma empresa fundada em novembro de 1998, como um spin-off das atividades desenvolvidas pelo Centro de Lasers e Aplicações (CLA) do IPEN desde sua formação no início da década de 1980. Ela é composta por sócios cotistas que participaram direta ou indiretamente dos desenvolvimentos realizados naquele centro. Ela atua como uma job shop que fornece serviços de processamento de precisão com lasers de Nd:YAG para vários setores da cadeia produtiva sendo os principais o automotivo, médico-odontológico, metal mecânico, eletroeletrônico e de brindes. A empresa originalmente incubada no CIETEC tem hoje 35 colaboradores entre contratados, pesquisadores, bolsistas e sócios cotistas e fatura da ordem de um milhão de reais anualmente (faturamento bruto). A Lasertools foi à primeira empresa a sair da incubadora para atuar firmemente no mercado. A empresa investe da ordem de 25% de seu faturamento bruto em P&D possuindo seu próprio grupo de pesquisadores voltados para novos produtos e processos. Na primeira fase deste projeto, a Lasertools apresentou e teve aprovada sua proposta de incubação, com seu plano de negócios e registro social. Os objetivos iniciais da proposta foram desenvolver métodos e procedimentos avançados de utilização da central de processamento de materiais a laser do IPEN visando sua utilização como instrumental de processamento (corte, furação, soldagem e processamento de superfícies) de materiais de uso industrial (aços, cerâmicas, silício, etc.). Pretendeu-se também identificar os setores industriais metal-mecânico que são potenciais candidatos ao emprego da CPML como uma job shop para o desenvolvimento de processos e para a prestação de serviços especializados nas áreas de usinagem e soldabilidade. Este projeto, na fase II, visou consolidar os conhecimentos adquiridos com os desenvolvimentos que foram realizados na primeira fase. Nossos objetivos para os dois anos de projeto foram desenvolver e consolidar metodologias e procedimentos do uso do laser em aplicações industriais de maior demanda. Com isso pretendeu-se lançar as bases para o estabelecimento em nossa empresa de uma job shop que oferecesse ao setor produtivo um elenco de serviços usinagem a laser. Embora as principais aplicações industriais de lasers, atualmente, estejam no corte de materiais, outros tipos de trabalhos para os mais diversos materiais vêm crescendo consideravelmente. Estes trabalhos são cada vez mais, feitos tipicamente por ‘job shops’. Nesta fase II, o principal objetivo é o de construir um sistema de processamento de materiais a laser que diminua as limitações técnicas observadas no atual sistema da CPML I, e também obter independência da Central CPML, visto que sua utilização se dá via contrato com o IPEN, um instituto de pesquisa, e por isto não pode ser utilizada em tempo integral para produção industrial. O sistema pretendido, chamado CPML II deve apresentar um nível de potência média e de pico duas vezes maior que o atual, ter um sistema de deslocamento maior, de 1000 mm x 500 mm; incorporar um CNC moderno, com grande capacidade de memória, alta velocidade de processamento e possibilitar intervenções em tempo real. No laser, deve possibilitar a obtenção do modo fundamental TEM00 de alto brilho, e com alta potência para aumentar as possibilidades de micro usinagens. (AU)