Comprender las Máquinas de Corte Láser: Cómo Funcionan

Un láser es un haz de luz altamente concentrado en una sola longitud de onda. En cada longitud de onda, varios materiales absorben, reflejan y transmiten la luz en cantidades variables.

El haz láser es una columna de luz de muy alta intensidad, de una sola longitud de onda o color. En un láser CO₂ típico, esa longitud de onda está en la parte infrarroja del espectro, invisible al ojo humano. El haz tiene aproximadamente 3/4 de pulgada de diámetro al viajar desde el resonador láser (que crea el haz) a través del camino de haz de la máquina. Puede rebotar en diferentes direcciones por varios espejos ("dobladores de haz") antes de enfocarse finalmente en la placa. El haz enfocado pasa por el orificio de una boquilla justo antes de golpear la placa. También fluye por ese orificio un gas comprimido, como Oxígeno o Nitrógeno.

La alta densidad de potencia resulta en calentamiento rápido, fusión y vaporización parcial o completa del material. Al cortar acero dulce, el calor del haz láser inicia un proceso típico de combustión "oxicombustible", y el gas de corte será oxígeno puro, como una antorcha oxicombustible. Al cortar acero inoxidable o aluminio, el haz simplemente funde el material, y nitrógeno a alta presión expulsa el metal fundido de la ranura.

En una máquina de corte láser CNC, el cabezal de corte se mueve sobre la placa metálica en la forma de la pieza deseada, cortándola de la placa. Un sistema de control de altura capacitivo mantiene una distancia muy precisa entre el extremo de la boquilla y la placa. Esta distancia es importante porque determina dónde está el punto focal respecto a la superficie. La calidad de corte se ve afectada al subir o bajar el punto focal desde justo encima de la superficie, en la superficie, o justo debajo.

Una máquina de corte láser funciona enfocando un haz de luz láser sobre un material. La luz es de tan alta potencia que, al enfocarse, eleva la temperatura del material a cortar lo suficiente para fundirlo o vaporizarlo en el pequeño área del haz. A menudo se usa gas asistente para ayudar a expulsar el material fundido del área de corte. Esto es especialmente cierto para cortar metales o láminas gruesas como contrachapado.

Para cortar formas, el cabezal láser se mueve usando algún tipo de pórtico para posicionar el haz sobre nuevo material, causando una línea de corte en lugar de un pequeño orificio. Los sistemas de movimiento incluyen cremallera y piñón, husillos de bolas y motores lineales. Los motores lineales son más caros, pero más rápidos y precisos. Cremallera y piñón ofrecen velocidad y precisión casi iguales a menor precio. Algunos láseres pequeños de aficionados usan correa dentada y motores paso a paso. En todos los casos, un sistema con servos y retroalimentación de encoder aumenta enormemente la precisión, al igual que un bastidor rígido aislado de vibraciones.

Para una operación de corte láser, es importante elegir una longitud de onda altamente absorbente en el material a cortar.

Al dirigir la energía láser a la superficie del material, este absorbe tanta energía que calienta rápidamente pasado su temperatura de fusión hasta su temperatura de degradación.

En la temperatura de degradación, el material se descompone y desintegra. A menudo se libera humo o humos.

El borde del corte puede calentarse a nivel inferior y fundirse y reformarse. Esto puede usarse como mecanismo de sellado útil para materiales fibrosos, por ejemplo, para prevenir hilachas.

Al cortar láser, puede ser buena idea inclinar el láser para que el humo del proceso no se deposite como hollín en la óptica. Además, al cortar (o soldar) superficies altamente reflectantes, es importante prevenir que el haz refleje de la superficie hacia la óptica láser, lo que puede dañarla.