Si ha estado buscando herramientas de corte, es probable que haya pensado en las cortadoras láser. Seguramente habrá oído hablar de otras herramientas como fresadoras, sierras de cinta y cizallas. No le sorprenderá saber que las cortadoras láser son muy superiores a otros dispositivos cuando se trata de fabricación sustractiva. Puede confiar en la cortadora láser cuando necesite cortes limpios, precisos y exactos. Al explorar estas máquinas de última generación, le daremos una sólida comprensión de sus necesidades de corte.
¿Cómo funciona el corte por láser?
Si queremos entender las cortadoras láser, tenemos que empezar por el propio concepto de láser. Un láser no es más que un potente haz de luz infrarroja. La forma más común de generar un láser es excitando átomos de gas en una cámara. Los átomos que colisionan liberan fotones de luz que se conocen como láseres. Las máquinas láser amplifican este haz reflejándolo y liberándolo por una fina tobera. El haz es muy caliente. Cuando entra en contacto con el material, éste se evapora. La separación térmica del material da lugar a un corte sin costuras. A pesar de este sencillo principio, existen muchas cortadoras láser. Exploremos los numerosos tipos de máquinas láser.
Corte por láser CO2
Hablemos de átomos de gas y rayos láser. Los láseres de CO2 contienen una mezcla gaseosa de dióxido de carbono, nitrógeno, helio e hidrógeno en la cámara láser. En el mercado actual, son las cortadoras láser más comunes. Incluso entre las cortadoras láser de CO2, existen otras dos subcategorías: Cortadoras de CO2 de corriente continua y Cortadoras de CO2 de radiofrecuencia. Los cortadores láser de CO2 de corriente continua tienen electrodos colocados dentro de la cámara de gas. Los átomos de gas se excitan cuando una corriente pasa a través de la cámara de gas. Dado que los electrodos están expuestos al gas caliente, pueden erosionarse con bastante rapidez. Los cortadores de CO2 por radiofrecuencia superan muy bien este problema. Utilizan electrodos externos, evitando el problema de la exposición de los electrodos.
Corte por láser de fibra
Durante años, las máquinas láser han adolecido de un problema de eficiencia. Las cortadoras láser de CO2 dominaban el mercado, pero era necesario dar un salto tecnológico. La investigación para desarrollar cortadoras láser más eficientes dio origen a las cortadoras láser de fibra. Son de estado sólido, lo que significa que no dependen de un medio gaseoso para la generación del láser. ¿Cómo se produce entonces el láser? En lugar de una cámara de gas, canalizan un rayo láser semilla a través de una fibra óptica para amplificarlo. Así se obtiene un pequeño láser de 1064 nm de longitud de onda que tiene una gran energía. Puede cortar metales reflectantes, madera, plástico y cerámica. Pero eso no es todo: los láseres de fibra lo consiguen con mayor eficacia. En comparación con los láseres de CO2, ¡pueden proporcionar hasta 60% más de eficiencia!
Láseres Nd y Nd: YAG
El láser de granate de aluminio itrio dopado con neodimio es otro producto de investigación láser de vanguardia. Al igual que el láser de fibra, también es un láser de estado sólido. En lugar de basarse en la fibra óptica, utiliza el cristal Nd: YAG para amplificar el haz láser, de forma muy parecida al láser de fibra. Los láseres de cristal son eficaces y potentes. La máquina láser Nd: YAG es eficaz en el mecanizado de piezas de trabajo de pequeño y gran grosor. Ajustando la intensidad del rayo láser, puede realizar grabado, grabado, corte o mandrinado. Se utilizan para mecanizar muchos materiales como metal, plástico y cerámica.
Corte directo por láser de diodo
Mientras que otros cortadores láser han experimentado con distintos medios de ganancia, el láser de diodo directo adopta un enfoque diferente. Sin ningún medio de ganancia, transmite directamente el láser desde un diodo semiconductor. Como el haz láser resultante no se amplifica, se denomina láser de diodo directo. Son compactos, robustos y ofrecen varios kilovatios de potencia. Son adecuados para cortar y grabar materiales de pequeño a medio grosor.
¿Dónde se utiliza el corte por láser?
A medida que el corte por láser va adquiriendo matices, más industrias reconocen su importancia. Hoy en día, se ve en todas partes, desde la fabricación hasta el arte. Repasemos sus aplicaciones fundamentales.
Metal
El corte por láser se está convirtiendo cada vez más en la forma preferida de cortar metales, no sólo por su facilidad de manejo. Las herramientas convencionales de corte de metales, como fresadoras y sierras de cinta, producen mucho calor. Este derroche de calor provoca deformaciones y deteriora la calidad del material. Además, requieren abrazaderas más fuertes para sujetar piezas pesadas. Las cortadoras láser superan estos dos obstáculos. Pueden cortar o grabar metales desde aluminio hasta tungsteno, y todo lo que hay entre ambos.
Madera
Las cortadoras láser han insuflado nueva vida a los talleres de carpintería al proporcionar una estación de mecanizado todo en uno. Trabajos que antes requerían tiempo y esfuerzo ahora se realizan en unos minutos. Tradicionalmente, el grabado de la madera requería la destreza de un artesano cualificado. Con las cortadoras láser CNC, grabar madera con diseños generados por ordenador resulta muy sencillo. Los láseres de diodo directo se ven a menudo en los talleres de carpintería hoy en día, mientras que las cortadoras de CO2 pueden desempeñar funciones más pesadas. Las cortadoras láser pueden cortar muchos tipos de madera, como madera blanda, madera dura y madera contrachapada.
Plásticos
Si desea bordes lisos y sin rebabas en su plástico, el corte por láser es la opción más versátil. Incluso las cortadoras láser de potencia moderada pueden cortar fácilmente plástico de densidad media. El corte por láser ha hecho posibles muchas industrias del plástico, como el arte, la ornamentación, los artículos utilitarios y los utensilios. Es importante recordar los peligros para la salud, ya que algunos plásticos pueden producir humos venenosos cuando se funden. Sin embargo, plásticos como el acrílico, el polipropileno, el mylar, el policarbonato y otros son seguros para cortar con láser.
Vidrio
El vidrio es uno de los materiales de fabricación más frágiles y delicados. El corte por láser es especialmente eficaz en este caso por su naturaleza sin contacto. Con el ajuste adecuado de la intensidad del rayo láser, las fábricas pueden manipular el vidrio como nunca antes. Los cortadores láser pueden cortar, grabar y grabar artículos de vidrio ejerciendo un control de la fractura. Es especialmente útil para piezas decorativas, utensilios y trofeos.
Ventajas
¿Cómo podemos resumir las ventajas de las cortadoras láser? En primer lugar, son un método de corte sin contacto. Esto las hace muy adecuadas para cortar materiales delicados como el cristal y el plástico. Además, ahorran el esfuerzo de sujetar materiales pesados. Aunque las cortadoras láser generan calor, entran en la categoría de máquinas de bajo estrés térmico. Pueden cortar con precisión y exactitud reduciendo el riesgo de daños debidos al calor.
Desventajas
La principal desventaja del corte por láser es la eficiencia. Las cortadoras láser de CO2 de uso común son muy ineficaces. Pueden consumir hasta 3 veces la potencia de salida, lo que supone enormes facturas de electricidad. Además, los láseres que utilizan amplificación óptica requieren un mantenimiento regular. Los espejos reflectantes dorados pueden ser costosos de reparar o sustituir, lo que aumenta aún más el coste operativo.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el corte por láser?
Los haces láser son rayos de luz infrarroja de alta energía emitidos por átomos gaseosos. Las máquinas de corte por láser canalizan estos haces hacia un punto, vaporizando el material en contacto. Este proceso se conoce como corte por láser.
¿Cuáles son los principales componentes de una máquina de corte por láser?
Los principales componentes de una máquina de corte por láser son la fuente de alimentación, el resonador láser, el cabezal de corte, el sistema mecánico y el sistema de control de movimiento.
¿Cuáles son los parámetros de corte por láser?
Antes de instalar una cortadora láser en su fábrica, debe familiarizarse con los diversos parámetros que afectan a su rendimiento. Factores como la potencia del láser y la velocidad de corte influyen en el rendimiento del dispositivo. La frecuencia del pulso, la duración y la longitud de onda son parámetros adicionales para los materiales que puede cortar. Mantener el ajuste focal, el gas y la presión correctos es fundamental durante el funcionamiento de la cortadora láser.
¿Existen varios métodos de corte por láser?
Los distintos métodos de corte por láser son la vaporización, la fusión, la llama láser, la fractura controlada, el corte en dados sigilosos y el rayado vectorial.
¿Cuál es el consumo de energía en el corte por láser?
El corte por láser requiere un enorme consumo de energía, normalmente entre 0,1 kW y 15 kW. Los láseres de CO2 son muy ineficaces. Su eficiencia puede ser tan baja como 5%, lo que significa que la mayor parte de la energía emitida por los átomos de gas es calor desperdiciado.
¿Cuánto duran las cortadoras láser?
Las cortadoras láser de fibra son las que tienen una vida útil más larga. Un láser de fibra de buena calidad puede durarle 100.000 horas o 45 años. Las cortadoras láser de CO2 tienen una vida útil más corta: la máquina media dura 30.000 horas, lo que equivale a 15 años.
¿Cuáles son las similitudes entre el mecanizado y el corte por láser?
Dado que ambos términos suenan parecidos, es natural confundir uno con otro, pero existen algunas diferencias clave. El corte por láser implica el uso de tecnología láser para cortar, rebanar o perforar materiales. El mecanizado por rayo láser emplea un láser para tareas más finas como el grabado, el mordentado o el micromecanizado. Manipula el material eliminando la capa superior y modificando la geometría de su superficie.
¿Cómo elegir el tipo de láser adecuado para su proyecto?
¿Se pregunta qué tipo de láser se adapta mejor a su proyecto? No es el único. Las cortadoras láser tienen aplicaciones en numerosos sectores, desde la automoción hasta la medicina. La respuesta a la pregunta está en su caso de uso particular. Piense en la tecnología láser que necesita: CO2, fibra o diodo directo. El espacio también es un factor crucial. Elija una máquina con un tamaño de bancada que se adapte a la superficie de su fábrica. Por último, no olvide nunca evaluar su presupuesto. Las cortadoras láser de fibra o cristal son de primer nivel, pero también son caras. Sean cuales sean sus restricciones presupuestarias, es recomendable optar por una cortadora láser de alta calidad.
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