¿Cómo Funciona un Láser de Corte?

El corte por láser es uno de los procesos que han notado un uso mucho más extendido en los últimos años. Muchos de los procesos basados en láser tienen beneficios y aplicaciones similares, y como una máquina láser puede realizar múltiples procesos, puede ser difícil saber exactamente cuál podría ser el adecuado para tu negocio. Aquí vamos a ver Cómo Funciona un Láser de Corte y sus aplicaciones.

Como su nombre lo sugiere, este es el proceso de cortar un material usando un rayo láser. Esto se puede hacer para recortar un material o para ayudarlo a cortarlo en formas complejas con las que los taladros más convencionales tendrían dificultades.

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    ¿Qué es un cortador láser?

    Un cortador láser está formado por un conjunto de espejos que guían el rayo láser sobre el material a cortar. Cuando el rayo láser golpea el material, lo corta utilizando un calor intenso que vaporiza el material y deja una cara pulida. En resumen, básicamente es un potente rayo láser que se hace dentro de una máquina.

    Después de eso, los motores mueven los espejos para ajustar la posición de corte mientras el suministro de láser permanece quieto. Maximiza la velocidad de movimiento y permite que la cortadora láser realice cortes de contornos suaves y líneas rectas. Para el grabado, la configuración de potencia se puede disminuir para que el rayo láser no atraviese el material.

    El cortador láser es apropiado para cortar espuma, maderas, telas, papel, corcho, cartón y muchos otros materiales. Al usar un láser más costoso, el corte por láser también se puede hacer en metal y vidrios.

    Cómo Funciona un Láser de Corte
    Cómo Funciona un Láser de Corte

    ¿Cómo Funciona un Láser de Corte?

    En un láser de CO2, la longitud de onda del rayo láser está en la sección infrarroja del espectro de luz y no puede ser vista por el ojo humano. Este rayo mide aproximadamente 19 mm de diámetro a medida que va desde el resonador láser que hace el rayo, a través del haz de la máquina. Antes de que este rayo se enfoque en la placa, los dobladores o espejos pueden rebotar este rayo en diferentes direcciones.

    Este rayo láser enfocado viaja a través del orificio de la boquilla antes de tocar la placa. Un gas comprimido como el oxígeno o el nitrógeno fluye a través de esa boquilla.

    Se pueden usar lentes especiales o espejos curvos para enfocar el rayo láser y este proceso ocurre en el cabezal de corte láser. El rayo láser debe concentrarse con precisión para que la densidad de energía y la forma del punto de enfoque en ese punto sean completamente consistentes y redondas y también centradas en la boquilla. La densidad de calor en el lugar en el que el haz grande se enfoca hacia un solo punto es extrema.

    El calentamiento rápido, la fusión y la vaporización total o parcial del material son el resultado de la alta densidad de potencia. En el caso de cortar un acero suave, el calor del rayo láser es suficiente para que comience el proceso de quema de oxicombustible y el oxígeno puro será el gas de corte por láser. El rayo láser derrite fácilmente el material en acero inoxidable o aluminio de corte y para expulsar el metal fundido de la muesca, se utiliza nitrógeno a alta presión.

    En una cortadora láser, para cortar la parte de la placa, el cabezal de corte láser se mueve sobre la placa de metal en la forma de la sección deseada. Un sistema de control de altura capacitivo mantiene una distancia muy precisa entre la placa que se está cortando y el extremo de la boquilla. Esta distancia especifica dónde está la superficie de la placa en relación con el punto focal.

    Al mejorar o reducir el punto focal desde arriba de la superficie de la placa, la calidad del corte puede verse afectada. Cuando todos los parámetros que pueden afectar la calidad de corte se controlan correctamente, el corte por láser es un método de corte muy preciso y confiable.

    ¿Cuál es el proceso de corte por láser?

    Este proceso también tiene muchas similitudes con los procesos de perforación y grabado. El primero implica la creación de agujeros pasantes en un material o abolladuras, como un grabado utilizado en el proceso posterior. Estas abolladuras y agujeros son esencialmente cortes, y a menudo verá que también se usa una máquina láser para perforar y grabar.

    Se puede cortar una amplia gama de materiales y tamaños de grosor con láser, lo que lo convierte en un proceso práctico y adaptable.

    El proceso funciona al hacer que un rayo láser enfocado y preciso atraviese el material que desea cortar, brindando un acabado preciso y suave. Inicialmente, la boquilla perfora el material con un agujero en el borde, y luego continúa desde allí.

    El láser derrite esencialmente el material sobre el que se pasa, por lo que se parece más a derretir que a cortar. Puede usar un haz pulsado o un haz de onda continua, con el primero entregado en ráfagas cortas mientras que el segundo funciona continuamente. Puede controlar la intensidad del haz, la longitud y la salida de calor según el material con el que esté trabajando, y también puede usar un espejo o lente especial para enfocar aún más el rayo láser.

    El corte por láser es un proceso altamente preciso, gracias a este alto nivel de control que se le ofrece. Gracias a esto, se pueden lograr rendijas con un ancho tan pequeño como 0.1 mm al usar el proceso.

    Cómo Funciona un Láser de Corte
    Boquilla de cortadora láser

    ¿Por qué usar láser para cortar?

    En comparación con otros procesos de corte, el láser tiene más ventajas. El láser funciona sin contacto, un rayo láser corta el material sin tocar nada mientras que en otros métodos de procesamiento se aplican grandes esfuerzos con herramientas al material, con fuerzas mecánicas masivas.

    En un método de corte por láser, las ondas de luz son absorbidas por el material y convertidas en calor para que las láminas se calienten y se derritan, se quemen o se evaporen. En este método, la pieza de trabajo no experimenta una carga mecánica y el rayo láser no se desgasta como otras herramientas.

    Otra ventaja del método de corte por láser es que los láseres funcionan con precisión. Solo calientan el material localmente y el área calentada es muy pequeña, por lo que el resto de la pieza de trabajo recibe poco o nada de calor. Los láseres son flexibles y en este método de corte, una sola herramienta puede cortar en diferentes formas y contornos.

    Diferentes métodos de corte por láser.

    Hay tres métodos principales en el corte por láser. En muchos casos, para soplar el nuevo acero que se corta, se rocía una pulverización extremadamente concentrada de gas o agua detrás del láser para dejar un corte limpio y agradable.

    Otro método es calentar los materiales hasta su punto de ebullición y vaporizarlos, pero puede usarse para los materiales que no se derriten como la madera. En el último método de corte por láser, el calor del rayo láser raja materiales muy frágiles y dirige esa grieta para hacer cortes.

    Los láseres que se usan para cortar son muy peligrosos y grandes. Para fines de corte por láser, se utilizan láseres de CO2 o neodimio. Los láseres de CO2 funcionan energizando una mezcla de carbono, nitrógeno, hidrógeno y helio gaseoso. Los láseres de neodimio funcionan como láseres de CO2, pero usan un cristal con pequeñas cantidades de neodimio en lugar de gas.

    Corte por láser de CO2.

    El corte de CO2 se logra usando un láser de gas. El gas en cuestión es una mezcla de dióxido de carbono que ha sido estimulada eléctricamente. El corte con CO2 se usa con mayor frecuencia en materiales no metálicos, ya que tienen una longitud de onda de 10,6 micrómetros.

    Corte por láser de neodimio.

    Estos son cristales que pertenecen al grupo de láseres de estado sólido, y tienen la misma longitud de onda que los láseres de fibra, alrededor de 1.064 micrómetros. Esto significa que son útiles tanto para metales como para no metales.

    Sin embargo, este tipo de máquina láser está hecha de diodos de bomba que pueden ser costosos cuando es necesario reemplazarlos típicamente, después de 8.000 a 15.000 horas de uso. El cristal utilizado también tiene una vida útil mucho más corta que la de un láser de fibra.

    Corte por láser de fibra.

    Al igual que el método de cristal anterior, los láseres de fibra también pertenecen al grupo de estado sólido.

    Se crea un haz utilizando un “láser de semillas”, que luego se amplifica utilizando fibras de vidrio y diodos de bombeo. Tienen la misma longitud de onda que la anterior, 1.064 micrómetros. Esto significa que el haz para un láser de fibra es aproximadamente 100 veces mayor que el de un equivalente de CO2 en lo que respecta a la intensidad. También significa que pueden trabajar con materiales metálicos y no metálicos.

    Un láser de fibra es el más útil de los tres tipos. Junto con los beneficios enumerados anteriormente, a menudo no requieren mantenimiento, requieren piezas de repuesto mucho más baratas y tienen una vida útil mucho más larga de alrededor de 25.000 horas de uso.

    Desventajas del corte por láser.

    En el proceso de corte por láser para plásticos, el humo que sale del plástico cuando se está derritiendo puede ser venenoso. Por lo tanto, la máquina debe colocarse en un entorno bien ventilado y esto puede ser costoso y también lleva mucho tiempo.

    Otra desventaja del corte por láser es que no todos los tipos de metal pueden usar el proceso de corte por láser. Por ejemplo, el cobre y el aluminio de grandes espesores no se pueden cortar, ya que reflejan demasiada luz. Y para que el proceso de corte por láser funcione, se necesita mucha energía. Esta cantidad de energía depende del tipo de láser, el grosor del material, la cantidad de material que se está cortando y la velocidad de corte.

    Para Cerrar.

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    Hoy en día los láseres se utilizan para diferentes propósitos. Por ejemplo, los láseres se utilizan para cortar planchas de metal, planchas de aluminio, acero dulce y acero inoxidable. El proceso de corte por láser es muy preciso, da como resultado una excelente calidad de corte, también tiene una pequeña área afectada por el calor y un ancho de corte muy pequeño y puede cortar formas muy complejas y pequeños agujeros.

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