El corte por láser es un proceso de corte térmico que consiste en la focalización de un haz de luz concentrada de gran energía en el punto del material que se quiere tratar. Este punto, en el que el rayo láser incide, se calienta de forma tan intensa que se funde o se evapora, mientras que un gas de asistencia se encarga de desalojar el material fundido de la zona de corte.
De entre los principales métodos de corte térmico (oxifuel, plasma, etc.), la tecnología láser ofrece la mejor calidad de corte y una alta productividad en la mayoría de materiales, tanto metálicos como no metálicos. El láser domina las aplicaciones de corte más diversas, desde una ranura de corte con una precisión de micrómetro en un chip de semiconductores finísimo hasta el corte de calidad en una chapa de acero de 30 mm de espesor. Esto hace del láser el método más adecuado para las necesidades de corte de precisión más estrictas de cualquier industria.
Funcionamiento de las máquinas de corte por láser
El proceso general de funcionamiento de estas máquinas es el siguiente:
- Generación del láser: El láser se genera en una fuente láser, que puede ser un láser de diodo, un láser de CO2 (dióxido de carbono) o un láser de fibra. La elección del tipo de láser depende del material a cortar y la aplicación específica.
- Amplificación y enfoque: El láser generado se amplifica mediante una serie de espejos y lentes para aumentar su potencia y luego se enfoca en un punto muy pequeño. Este punto de enfoque es donde la energía del láser es más intensa.
- Dirigir el rayo láser: El rayo láser enfocado se dirige hacia la superficie del material que se va a cortar o grabar utilizando un sistema de espejos y lentes controlados por un programa de control numérico por computadora (CNC).
- Proceso de corte o grabado: Cuando el rayo láser incide en la superficie del material, la energía del láser se convierte en calor. Esto puede vaporizar, fundir o quemar el material, dependiendo de la potencia del láser y las propiedades del material. La alta precisión del rayo láser permite cortar con gran detalle y realizar grabados intrincados.
- Movimiento controlado: Durante el proceso de corte o grabado, la máquina CNC mueve la cabeza del láser con precisión milimétrica a lo largo de la superficie del material, siguiendo las instrucciones del programa de control. Esto permite crear formas y diseños complejos con gran precisión.
Características del corte por láser
*En relación a la calidad del corte:
-Excelente angulosidad.
-Zona afectada térmicamente muy reducida.
-Virtualmente sin escoria.
-Exactitud dimensional de buena a excelente en los cortes más estrechos.
-Mejor calidad de corte que el plasma para acabado superficial
*En relación a la velocidad del corte:
-Muy rápido en material delgado y más lento en materiales más gruesos.
-Requiere más tiempo de perforación en material grueso.
-Más rápido que el plasma de alta definición.
*En relación a la flexibilidad del proceso:
-Amplia variedad de materiales a cortar.
-El láser es el mejor sistema para el corte de acero al carbono delgado.
-Con una sola pasada puede producir cortes finales en ambas direcciones, lo que reduce o elimina las partes que se desechan de las láminas metálicas después de cortar piezas en ellas.
-El corte de material reflectante (aluminio) requiere de trabajo previo para cubrir la superficie del material.
-Proceso fácil de automatizar.
Tipos de equipos de corte por láser
Los tipos de láseres más extendidos a nivel industrial son el láser de CO2 y el láser de fibra. En el láser de CO2, la transmisión del haz requiere la presencia de un medio gaseoso, mientras que en el láser de fibra, la transmisión se realiza a través de diodos y cables de fibra.
Los láseres de CO2 se han consolidado como fuentes de haz fiables y resistentes en el procesamiento del material por láser. Sin embargo, los láseres de fibra se están abriendo paso en la industria con mucha fuerza gracias a que ofrecen la velocidad y la calidad de corte del láser de CO2 pero con unos costes de mantenimiento y operación considerablemente menores. Esto hace del láser de fibra una tecnología de corte tan prometedora que numerosos expertos consideran que incluso adelantará a otros sistemas de láser.
Ventajas del corte por láser de fibra
La ventaja más significativa del láser de fibra es su eficiencia energética. Las máquinas de corte por láser de fibra exhiben una mayor eficiencia energética que las máquinas de corte por láser de CO2, ya que éste aprovecha entre el 8 y el 10% de la energía; mientras que con el láser de fibra las cifras de eficiencia oscilan entre el 25 y el 30%. Es decir, un sistema de fibra consume en total entre 3 y 5 veces menos energía que las versiones de CO2, por lo que es un 86% más eficiente.
Además, debido a la excelente calidad del haz, los láseres de fibra son siempre la primera elección para aplicaciones de precisión. Este tipo de láser permite generar ranuras de corte estrechas de gran calidad en las piezas.
Los láseres de fibra también presentan propiedades lumínicas ventajosas como, por ejemplo, una longitud de onda más corta. Esta característica mejora la absorción del haz por el material cortado y permite el corte de metales no conductores como el latón y el cobre. Además, una fuente de luz más concentrada crea un punto más pequeño y una profundidad de foco más larga, por lo que el láser de fibra corta rápidamente los materiales delgados y es más eficiente al cortar materiales de espesor medio.
En cuanto al mantenimiento, los sistemas de láser de gas requieren un mantenimiento y calibración constante de sus espejos y es necesario reemplazar los resonadores. Sin embargo, los equipos de láser de fibra no requieren apenas mantenimiento. Por otro lado, algunos sistemas de corte con CO2 utilizan turbinas de alta velocidad para circular el gas de generación láser, que también requieren mantenimiento y revisión. Por último, las soluciones de fibra presentan menos necesidad de enfriamiento.
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