Qué hacer y qué no hacer con el corte por láser

El corte por láser es el proceso de utilizar haces de luz de alta potencia para cortar, rebanar o perforar materiales. Desarrollado en la década de 1960 en el Welding Institute de Inglaterra, el proceso se ha vuelto cada vez más popular. De hecho, las máquinas de corte por láser de metal ahora representan el segmento de productos más grande del mercado mundial de corte de metales, y se espera que la demanda de estos dispositivos aumente a casi $ 9.8 mil millones en 2025.

Entonces, ¿cómo funciona el corte por láser? Hay varios procesos diferentes de corte por láser, pero generalmente se dividen en dos categorías:corte por fusión y corte ablativo. En su forma más simple, el corte por fusión láser implica el uso de un láser para derretir un área localizada de material en la pieza de trabajo y luego cortar el material fundido con chorros de gas inerte altamente presurizados (generalmente nitrógeno, que no reacciona exotérmicamente con el material cortado). ). Los controles CNC se pueden usar para mover el láser o la pieza de trabajo para crear cortes continuos.

El corte por láser ablativo utiliza pulsos rápidos de un láser de alta intensidad para eliminar el material capa por capa. Este proceso en realidad se evapora en lugar de derretirse y, por lo tanto, no requiere gas presurizado para eliminar el exceso de material. Generalmente un proceso más lento, el corte por láser ablativo se usa para hacer cortes parciales que no atraviesan la pieza de trabajo de arriba a abajo (el grabado por láser, por ejemplo, es un ejemplo de un proceso ablativo). Por el contrario, el corte por fusión dispara láseres en ondas continuas o pulsos más largos y, por lo tanto, solo se puede usar para cortar completamente la pieza de trabajo.

¿Por qué elegir el corte por láser?

El corte por láser ofrece algunos beneficios distintos. El principal de ellos es su capacidad para crear piezas extremadamente precisas y precisas. Algunas piezas pueden tener tolerancias de menos de 1 mm, lo que hace que el proceso de corte por láser sea un método eficiente para piezas con características intrincadas o complejas. La naturaleza altamente localizada del corte por láser reduce drásticamente el riesgo de que el material de la pieza de trabajo se deforme, y las piezas producidas mediante corte por láser a menudo no requieren un tratamiento posterior al procesamiento ni un acabado superficial.

Además, el corte por láser de metal no requiere cambiar herramientas entre operaciones, permite una mayor flexibilidad en el diseño debido a la falta de herramientas fijas y puede ser altamente automatizado, minimizando los costos de mano de obra y acortando los tiempos de producción. Además, dado que la viga es la única herramienta que toca la pieza de trabajo, no hay fricción mecánica que provoque el desgaste de la herramienta en el proceso.

El corte por láser es extremadamente común en la fabricación industrial y es muy adecuado para producir piezas como carrocerías de automóviles, carcasas de teléfonos y láminas de metal. El proceso también encuentra amplias aplicaciones en los sectores aeroespacial, médico y de construcción naval.

Consideraciones clave para el corte por láser

Si bien las máquinas de corte por láser CNC se usan comúnmente en la fabricación, el corte por láser efectivo generalmente requiere la participación de ingenieros calificados que sigan las mejores prácticas. Aquí hay tres consideraciones clave de corte por láser que los ingenieros y operadores de máquinas deben tener en cuenta:

El material debe determinar el proceso específico de corte por láser

Si bien las máquinas de corte por láser de metal atraen mucha atención, los láseres también se pueden usar para cortar o grabar cerámica, madera, termoplásticos y polímeros. Los ingenieros deben seleccionar el proceso de corte por láser que mejor se adapte al material de la pieza.

El corte por láser de fusión, por ejemplo, es efectivo para cortar la mayoría de los metales y termoplásticos, mientras que el corte por láser ablativo puede ser extremadamente eficiente para cortar piezas hechas de acrílico y poliacetal porque sus puntos de fusión y ebullición están muy cerca, lo que permite la evaporación.

Por otro lado, algunos materiales son más difíciles de cortar con láser. Los polímeros termoestables y los materiales orgánicos como la madera, por ejemplo, se queman en lugar de derretirse cuando se exponen a un láser, una cualidad que permite grabar o marcar, pero no cortar con precisión.

No confunda un aumento en la potencia del láser con un aumento en la eficiencia

Si bien una mayor potencia del láser significa que es posible cortar más rápido, con nuevos desarrollos que permiten alcanzar velocidades de corte de hasta un metro por segundo, más potencia bruta no se traduce directamente en una fabricación más eficiente.

Para alcanzar estas altas velocidades de corte, el láser necesita tiempo para acelerar, lo que hace que los láseres de alto vataje sean increíblemente efectivos para cortar piezas grandes o piezas sin detalles complicados. Estos láseres ofrecen menos ventajas para piezas con geometrías complicadas porque el láser generalmente tiene que moverse a otro corte antes de que pueda alcanzar la velocidad máxima. Se debe tener en cuenta la aceleración y la desaceleración al considerar la eficiencia del corte por láser.

Diseñe las piezas para alinearlas con los requisitos del proceso de corte por láser

Es un error común suponer que el ancho de corte es tan estrecho que resulta insignificante. Los láseres crean cortes increíblemente delgados, por lo general entre 30 y 300 micrones, según la potencia del láser, la configuración y el proceso, pero esos anchos de corte aún deben tenerse en cuenta en el diseño de corte para que la pieza resultante siga siendo adecuada para la aplicación prevista.

Otra consideración de diseño crucial son las pestañas, o el uso de microjuntas para soportar piezas pequeñas. El gas altamente presurizado que se usa en el corte por fusión requiere que las piezas puedan soportar su propio peso, que a menudo se reduce al espesor de la pieza. Por lo general, los espesores de pieza de 2-3 mm o más estarán bien sin pestañas, pero si el espesor de la pieza es inferior a 2 mm, es posible que los diseñadores deban agregar microjuntas para estabilizar la pieza durante el proceso de corte y evitar que el gas presurizado la mueva. También puede evitar la pérdida y facilitar la extracción de piezas pequeñas de la máquina. Estas pestañas se pueden eliminar fácilmente durante el posprocesamiento.

Cumplir con los requisitos críticos de seguridad

La seguridad es de suma importancia en la fabricación. Solo los profesionales capacitados deben usar equipos de corte por láser. Dependiendo del material en uso, el proceso también puede emitir gases nocivos y tóxicos, por lo que es crucial emplear equipos de control de la contaminación del aire que cumplan con las normas.

Corte por láser:Cada detalle impulsa la eficiencia

Cuando se usan correctamente, las máquinas de corte por láser de metal prometen exactitud, precisión y eficiencia. Si bien las consideraciones complejas de material y diseño en juego significan que los equipos de productos y los ingenieros deben tomarse un poco más de tiempo por adelantado para garantizar que los diseños estén optimizados para la fabricación, la calidad de las piezas resultantes generalmente habla por sí sola. Para garantizar que las piezas se fabriquen con la más alta calidad y velocidad, considere asociarse con un fabricante bajo demanda experto.

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