Corte de chapa por láser:Fundamentos del corte por láser de metal

Las técnicas de fabricación sustractiva son operaciones típicas para la fabricación de piezas en las industrias. Un ejemplo principal de tales técnicas es el corte por láser de láminas de metal, un procedimiento de fabricación esencial.

El proceso enfoca el rayo láser en la superficie del material para quemar, vaporizar o derretir materiales y finalmente producir los resultados deseados. Dado que es un proceso preciso y exacto, facilita la fabricación de componentes con detalles intrincados.

Este artículo es una guía completa con toda la información necesaria que pueda necesitar sobre el corte por láser antes de aventurarse en él para su próximo trabajo de fabricación.

¿Qué es Corte de chapa por láser ?

Fabricación de chapa es una de las principales técnicas de fabricación industrial. Como tal, el corte por láser de láminas de metal parece ser uno de los procedimientos a seguir. La fabricación de corte por láser utiliza un haz de luz de alta potencia (láser) para cortar láminas de metal planas y delgadas. El proceso está dirigido por tecnología óptica y de control numérico por computadora (CNC), lo que explica la alta precisión de las piezas cortadas con láser.

Historia de Corte de chapa por láser

La tecnología de corte por láser existe desde hace más de 60 años, y su primer intento de cortar láminas de metal se remonta a 1960.

En 1964, CO₂ los láseres ya estaban en uso para la fabricación de detalles intrincados, como la soldadura de resortes de reloj. Las características de automatización y alta precisión del corte por láser sobre otros procesos de corte los hicieron ampliamente aceptados para la fabricación delicada y la producción de gran volumen.

Los láseres de fibra se produjeron por primera vez en los años 60, pero no fue hasta finales de los 80 cuando llegaron al mercado comercial. La década de 1990 se considera la edad de oro de la tecnología láser, ya que dio paso a muchos láseres de alta potencia, como los láseres de estado sólido, que mejoraron enormemente la eficiencia y la productividad. A principios de la década de 2000, los servicios de corte por láser eran ahora una técnica de fabricación ampliamente aceptada y utilizada por varias industrias, como la industria automotriz y aeroespacial.

Tipos de Láseres para Corte de Chapa

Hay tres formas diferentes de láser para cortar materiales en la fabricación industrial. Cada cortadora láser tiene características únicas que las distinguen de las demás. Dicho esto, a continuación se incluye un resumen completo de los tres tipos de cortadoras láser.

Láseres de fibra

Las máquinas de corte por láser de fibra son algunos de los dispositivos de corte de precisión más potentes. Pertenecen a los láseres de estado sólido que utilizan láseres semilla para amplificar el haz con fibras de vidrio especiales. Son efectivos para cortar piezas de metales, aleaciones y no metales como vidrio, plásticos e incluso madera. Aparte de las operaciones de corte simples, son adecuados para el grabado y recocido de metales.

Los cortes de láser de fibra son más extensos que otros; esto puede explicar su alto poder. Poseen una larga vida útil de no menos de 25.000 horas y por lo tanto requieren menos mantenimiento. Producen algunos de los haces más fuertes y estables. Sin embargo, son más adecuados para materiales con menos de 20 mm de espesor.

CO ₂ Láseres

CO₂ los láseres producen el haz de luz haciendo pasar electricidad a través de un tubo lleno de una mezcla de gases. La mezcla de gases contiene principalmente dióxido de carbono y gases inertes:helio y nitrógeno, las formas más comunes para los láseres.

Sin embargo, son menos potentes en comparación con los láseres de fibra. CO₂ las máquinas láser solo pueden corte no metales como madera, acrílico y plásticos. En algunos casos, también pueden funcionar para el corte por láser de láminas de metal, especialmente láminas delgadas de aluminio y algunos otros metales no ferrosos.

[Es posible que desee conocer las diferencias entre los láseres de fibra y los láseres de CO2.]

Láseres de Cristal

Los cortadores láser de cristal existen en dos formas:cristales Nd:YAG (granate de itrio y aluminio dopado con neodimio) y Me:YVO (ortovanadato de itrio dopado con neodimio, YVO4). Ambos son dispositivos de corte increíblemente potentes. Sin embargo, son bastante caros y tienen aproximadamente la mitad de la esperanza de vida de los láseres de fibra:de 8000 a 15 000 horas. Son adecuados para cortar metales revestidos y no revestidos, no metales y plásticos, e incluso cerámica en circunstancias específicas.

Tres Corte de chapa por láser Procesos

El corte por láser de láminas de metal es el proceso térmico que implica el uso de un rayo láser para cortar piezas de una lámina de metal. Principalmente, existen tres métodos para cortar láminas de metal.

Corte por fusión con rayo láser

El corte por fusión utiliza un gas de corte inerte, a menudo nitrógeno o argón, para expulsar el material fundido del soplete de corte. Ya que utilizando el gas inerte, evita la oxidación en el filo sin reaccionar con el proceso. El proceso es adecuado para láminas planas y delgadas y para casos en los que el material debe cumplir con altos requisitos visuales y menos necesidades de procesamiento posterior.

Corte por llama con rayo láser

El corte con llama utiliza gas oxígeno para expulsar el material fundido. Provoca una reacción exotérmica que explica un aumento en la entrada de energía total del proceso. El proceso es ideal para cortar acero dulce, entre otros tipos de chapas y materiales fusibles como la cerámica.

Corte por sublimación con rayo láser

El corte por sublimación utiliza un láser para evaporar partes de un material con menos fusión. Al igual que el corte por fusión, los gases inertes (nitrógeno, helio o argón) sirven como gas de corte, lo que garantiza que los filos de corte estén libres de oxidantes. Aunque es lento, produce bordes de primera calidad para un corte de alta precisión.

Ventajas de Corte de chapa por láser

A continuación se presentan cinco ventajas críticas de esta técnica de fabricación.

Cortes de alta precisión

El haz de luz corta metales con muy alta precisión en la fabricación de corte por láser. La exactitud y la precisión con las que el láser funde y evapora los materiales son incomparables con muchos otros métodos de corte. Algunas herramientas de troquelado tienen niveles de tolerancia de aproximadamente 1 a 3 mm, mientras que las cortadoras láser cortan con una precisión de tan solo 0,003 mm.

Uso elevado de hojas

Las cortadoras láser brindan la oportunidad de utilizar un gran porcentaje de los materiales de fabricación. La tecnología da poco o ningún espacio para el desperdicio:la máquina maximiza la cantidad de piezas utilizables de cualquier hoja de metal. Por lo tanto, menos preocupación por proporcionar materiales en exceso; puedes comprar la cantidad exacta sabiendo que será suficiente.

Versatilidad de corte extrema

Las operaciones de corte por láser son muy flexibles y versátiles. Una sola cortadora láser funciona bien para diferentes operaciones de corte, como cortes simples, complejos con detalles intrincados, marcas, perforaciones e incluso grabados. Por lo tanto, los fabricantes no necesitan reemplazar las herramientas de vez en cuando durante el proceso.

Baja utilización de energía

Las cortadoras láser no requieren mover diferentes partes del dispositivo, a diferencia de otras máquinas de corte. Esto les permite cortar efectivamente piezas de material sin consumir demasiada energía. Mientras que las cortadoras láser pueden funcionar con 10 kW de energía, la mayoría de los demás procedimientos pueden usarse hasta cinco veces.

Poco o ningún daño

Quizás piense que la exposición del calor a los materiales en el corte por láser puede causar deformaciones o distorsiones en las piezas o incluso daños totales. Bueno, esto es falso. Las piezas afectadas por el calor en el corte por láser son mínimas y no representan una amenaza para la tolerancia de las características o componentes después de la fabricación.

Desventajas de Corte de chapa por láser

A pesar de sus numerosos beneficios, el corte de chapa por láser tiene algunas deficiencias. Discutámoslos.

Necesidad de Operador Especialista

Para utilizar mejor sus cortadoras láser, es posible que deba contratar a un profesional para operar la máquina para la fabricación de piezas. Un experto, por ejemplo, detectará rápidamente una falla o una configuración incorrecta que puede afectar los procesos de producción o incluso la integridad de la máquina.

Limitaciones en el espesor del metal

Aunque el corte por láser puede funcionar bien con una amplia gama de materiales, incluidas láminas de metal, se recomienda utilizar otros procedimientos de corte cuando se trabaja con metales gruesos. Las cortadoras láser típicas son excelentes para cortar láminas de aluminio con un espesor máximo de 15 mm y acero de 6 mm.

Gases nocivos

A medida que las cortadoras láser derriten y evaporan materiales, liberan gases nocivos de manera significativa al cortar plástico. En consecuencia, es vital operar el corte por láser en una habitación bien ventilada o en un entorno de trabajo seguro.

Alta inversión inicial

El costo de una cortadora láser de alta calidad es alto. Una cortadora láser típica puede costar alrededor de $ 3000, que es el doble del costo de las cortadoras de chorro de agua o de plasma. Para participar en los servicios de corte por láser como un medio comercial, debe asumir la alta inversión inicial.

Consejos de diseño para piezas de corte por láser

Para un uso eficaz y eficiente de los servicios de corte por láser de sus piezas. Debe seguir los siguientes conjuntos de consejos para su diseño de producto de corte por láser .

Tus detalles no pueden ser más pequeños que el grosor del metal

El grosor es un factor importante que debe tener en cuenta en las operaciones de corte por láser. Se relaciona directamente con la potencia del láser. Por lo tanto, cuanto mayor sea el espesor, menor será la capacidad del láser para penetrar y cortar el material. Sin embargo, aumentar la potencia del láser a veces puede aumentar la probabilidad de cortar dicho material.

Recuerda el corte

El diseño del láser hace que sea importante tener en cuenta lo que la gente llama Kerf. El corte es el material que se evapora cuando el rayo láser golpea el material de corte por láser. No es sólo en el corte por láser. Es visible en otros procesos de mecanizado sustractivo. El corte por láser Kerf se produce debido al grosor del rayo láser. Es un factor importante a tener en cuenta durante la etapa de diseño.

Elija el material adecuado

El material correcto es lo más importante a tener en cuenta antes de una operación de corte por láser. La elección de un material depende de las propiedades que desee que tenga el producto final. Por ejemplo, los materiales tienen diferentes propiedades en términos de rigidez, translucidez y flexibilidad. En Rapid Direct tendrás acceso a diferentes cortes láser de chapa, plásticos, papel, etc.

Los espacios son importantes

El espaciado es muy importante en el corte por láser para eliminar el error y obtener el mejor resultado posible. El espacio mínimo debe ser igual al espesor del material. Por ejemplo, en el corte por láser de chapa, si la chapa tiene un espesor de 2 mm, el espacio entre dos caminos será de 2 mm. También es importante si desea trabajar en diferentes diseños de chapa cortada con láser.

Convierta su texto en puntos de anclaje y curvas

No todas las operaciones con láser requieren el corte de texto. Sin embargo, si necesita incorporar texto, debe espaciar las letras del texto y escribirlas en formato grande. Esto es para una operación más suave y el mejor resultado. Si las letras están juntas, pueden superponerse y dar lugar a una inscripción ilegible.

El conocimiento de los consejos anteriores puede ayudar a reducir los costos de fabricación de chapa metálica .

¿Debería invertir en una máquina de corte por láser o elegir un servicio

Desde la fabricación de equipos simples hasta las grandes empresas, como las industrias aeroespacial y automotriz, los servicios de corte por láser son cruciales para diversas operaciones de fabricación. La técnica es un procedimiento eficaz y altamente eficiente adecuado para una amplia gama de materiales.

Sin embargo, la elección inteligente para las empresas de fabricación a pequeña escala es elegir un servicio en lugar de invertir en la máquina, ya que es una excelente manera de ahorrar costos y ofrecer calidad a los clientes. Sin embargo, si los fondos están disponibles, invertir en máquinas de corte por láser podría ser muy rentable debido a las numerosas ventajas que ofrece el dispositivo.

De todos modos, la elección depende únicamente de los fabricantes. Pero si decide contratar un servicio, comuníquese con RapidDirect, un experto en brindar servicios de corte por láser de chapa.

Sus servicios de corte por láser en línea para piezas de chapa

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Somos una empresa de confianza que brinda servicios de fabricación de chapa metálica para la creación rápida de prototipos y la producción personalizada. Garantizamos servicios de corte por láser de chapa de alta calidad y brindamos soluciones rentables y bajo demanda según su solicitud.

También ofrecemos prototipos de bajo volumen y producción de alto volumen. Con RapidDirect, puede estar seguro de que sus productos estarán libres de problemas de fabricación de chapa metálica , incluso cuando se trabaja con productos personalizados con detalles intrincados. Además, también ofrecemos algunos de los mejores servicios de mecanizado CNC, impresión 3D, moldeo por inyección y fundición a presión.

Alternativas al corte por láser

Tal vez no desee utilizar el corte por láser y no esté seguro de cómo cortar formas en láminas de metal; a continuación se encuentran otras opciones de gama alta para sus necesidades de fabricación.

EDM

EDM, el mecanizado por descarga eléctrica, al igual que el corte por láser, utiliza energía térmica para eliminar piezas de material. Utiliza descargas eléctricas (chispas) para cortar la forma deseada de un material. En comparación con el corte por láser, la electroerosión produce un mejor acabado superficial con una zona menos afectada por el calor. Además, es adecuado para cortar piezas de material endurecido.

Fresado CNC

El fresado CNC implica el uso de cortadores rotativos de alta velocidad para dar forma a los materiales. Las operaciones de fresado funcionan bien en metales, aleaciones y no metales. Al igual que el corte por láser, son un proceso de fabricación sustractivo de alta precisión. La principal diferencia entre los dos procesos es que, mientras que el fresado utiliza herramientas de corte, cortadores giratorios, para tallar o dar forma a los diseños, el corte por láser utiliza haces de luz, fusión por láser o quemado de la forma del diseño.

Corte por chorro de agua

El corte por chorro de agua es una técnica de fabricación que consiste en utilizar agua o una mezcla de agua y sustancias abrasivas a alta presión para cortar una pieza de material.

A continuación se muestra una comparación entre el corte por chorro de agua y el corte por láser.

• Los cortadores láser pueden grabar números o marcas, mientras que el corte por chorro de agua solo permite cortar.
• Ambas son adecuadas para cortar una amplia variedad de materiales. Sin embargo, los chorros de agua no pueden cortar materiales más gruesos que los cortadores láser, hasta 50 mm.
• El corte por láser tiene mejores niveles de tolerancia y presta más atención a los detalles intrincados, lo que los convierte en la mejor opción para geometrías complejas.

Puñetazos

El punzonado utiliza una punzonadora para cortar la forma deseada de una pieza de material. Al igual que otras operaciones de CNC, el punzonado es una técnica de alta precisión para la fabricación de piezas y también es adecuada para una amplia gama de materiales. Sin embargo, el punzonado no es ideal para fabricar componentes con geometrías complejas.

Conclusión

El corte por láser es una tecnología utilizada en la creación rápida de prototipos para cortar materiales. Este artículo presentó la operación, su historial, tipos y otras cosas que quizás sepa. Creemos que ha aprendido una o más cosas sobre el corte por láser. Sin embargo, puede confiar en nosotros en RapidDirect para obtener los mejores servicios de corte por láser.