El corte por láser es una de las prácticas más comunes en la fabricación. Originalmente destinado a perforar orificios en troqueles de diamante, el corte por láser ha recorrido un largo camino y ahora se considera una de las formas más eficientes de cortar una pieza de material y crear productos terminados. Es una tecnología que se usa ampliamente para diferentes aplicaciones, desde grandes fabricantes industriales hasta escuelas y aficionados.
Este artículo se sumerge en todo el espectro del corte por láser, incluido qué es y cómo funciona, los diferentes tipos, características y aplicaciones del corte por láser, y las tendencias futuras en la maquinaria de corte por láser.
Lo que es
El corte por láser es el proceso de usar un rayo láser de alta potencia para irradiar material. Por lo general, el láser se usa junto con un sistema de control de movimiento, que determina cómo se mueve el láser sobre el material. El corte por láser se utiliza no solo para aplicaciones industriales como la fabricación de metales, sino también a veces para efectos artísticos como el grabado y el grabado.
Cómo Funciona
Los láseres utilizan la energía de los electrones para generar una luz intensa de alta temperatura, también llamada rayo láser. Al entrar en contacto con el material, el rayo láser derrite rápidamente la superficie para formar un agujero. Desde el punto de contacto inicial, el láser se mueve en una dirección programada que corta el material por completo o crea el efecto deseado. Al mismo tiempo, el material derretido es expulsado por un flujo de aire de alta velocidad.
El corte por láser es un método de corte térmico que generalmente produce cortes suaves con excelente calidad, alta precisión y desperdicio mínimo de material. En comparación con los métodos de corte tradicionales, el corte por láser crea cortes más estrechos, lo que le ayuda a ahorrar más porciones de material.
Tipos de corte por láser
El corte por láser se puede clasificar en cuatro categorías: vaporización por láser, fusión por láser, O2 corte por láser y trazado por láser con fractura controlada.
1. Vaporización láser
La vaporización láser utiliza un rayo láser de alta densidad de energía para calentar el material. Al entrar en contacto, la temperatura del material aumenta rápidamente hasta su punto de ebullición y el material comienza a evaporarse en vapor. A medida que estos vapores se expulsan rápidamente, se forma un corte en el material.
Este tipo de corte por láser requiere una gran cantidad de potencia y densidad de potencia, y se usa principalmente para cortar materiales metálicos extremadamente delgados y materiales no metálicos como papel, tela, madera, plástico y caucho.
2. Fusión por láser
La fusión por láser utiliza un rayo láser para calentar el material rápidamente y gas no oxidante (como Ar, He, N, etc.) para descargar el material fundido. El gas no oxidante se pulveriza a través de la boquilla a alta presión junto con el haz, lo que permite que el material se descargue instantáneamente al entrar en contacto con el haz.
La fusión por láser no vaporiza completamente el metal y requiere solo 1/10 de la energía requerida para la vaporización por láser. Este tipo de corte por láser se usa principalmente para cortar materiales que no se oxidan fácilmente o metales activos como acero inoxidable, titanio, aluminio y sus aleaciones.
3. la2 corte por láser
O2 el corte por láser utiliza un rayo láser para calentar el material rápidamente y O2, un gas oxidante, para descargar el material fundido. en O2 corte por láser, el gas oxidante interactúa con el material para provocar una reacción de oxidación, que emite una gran cantidad de calor. Luego, el óxido fundido y el material fundido se expulsan de la zona de reacción, lo que provoca un corte en el material. En este sentido, oh2 El corte por láser es similar al corte con oxiacetileno.
Debido a que la reacción de oxidación en el proceso de corte genera mucho calor, la energía requerida para el corte por oxígeno con láser es solo la mitad de la energía requerida para la fusión por láser, y la velocidad de corte es significativamente mayor que la de la vaporización por láser y la fusión por láser.
O2 El corte por láser se utiliza principalmente para materiales metálicos que pueden oxidarse fácilmente, como acero al carbono, acero de titanio y acero tratado térmicamente.
4. Trazado láser con fractura controlada
El trazado por láser utiliza un rayo láser de alta densidad de energía para escanear la superficie de un material metálico y producir una serie de pequeñas ranuras, también llamadas "líneas de trazado". Luego, se aplica una cierta cantidad de presión controlada a la superficie, lo que hace que el material se agriete a lo largo de las líneas marcadas.
El trazado láser se utiliza principalmente para producir obleas de semiconductores, luces LED y otros productos que requieren un control fino y precisión microscópica. Como tal, los láseres utilizados para el trazado láser son generalmente láseres Q-switched y CO2 láseres
Características
En comparación con otros métodos de corte térmico, el corte por láser es un proceso más rápido en general y proporciona una calidad de corte superior. El corte por láser tiene los siguientes beneficios:
1. Calidad de corte superior: Debido a la alta densidad de energía y la precisión del punto de contacto del láser, el corte por láser produce mejores resultados.
una. El corte por láser crea una incisión extremadamente estrecha. El ancho de corte producido por el corte por láser es inferior a 0.001 pulgadas y la precisión dimensional es excepcionalmente precisa, de aproximadamente ± 0.0005 pulgadas.
b. El corte por láser crea bordes extremadamente suaves, lo que significa que puede usarse como el último paso en la producción sin necesidad de ningún procesamiento mecánico adicional.
C. El corte por láser crea una deformación mínima en la pieza de trabajo y apenas afecta el material cerca del corte. La forma de la rendija también es consistentemente rectangular.
2. Alta eficiencia de corte: Todo el proceso de corte por láser se puede controlar completamente con CNC sin necesidad de ningún trabajo manual. Durante una operación de corte por láser, los usuarios solo necesitan configurar el sistema de control de movimiento. Las configuraciones se pueden aplicar para diferentes formas. Además, las máquinas de corte por láser se pueden equipar con múltiples mesas de trabajo CNC, lo que mejora significativamente la eficiencia cuando se trabaja con piezas de trabajo grandes o múltiples.
3. Velocidad de corte rápida: Un láser con una potencia de 1200 W puede alcanzar una velocidad de corte de 600 cm/min al cortar una placa de acero de bajo carbono de 2 mm de espesor. Un láser de la misma potencia puede alcanzar una velocidad de corte de 1200 cm/min al cortar un tablero de resina de polipropileno de 5 mm de espesor. No es necesario sujetar ni fijar el material durante el proceso de corte por láser, lo que puede evitar daños a las herramientas utilizadas y reducir el tiempo necesario para cargar y descargar las piezas de trabajo.
4. Corte por láser sin contacto: El soplete de corte no tiene ningún contacto con la pieza de trabajo, lo que garantiza un desgaste nulo o mínimo de las herramientas utilizadas. Además, no es necesario cambiar ninguna herramienta para procesar diferentes piezas y formas. Los usuarios simplemente necesitan cambiar los parámetros de salida del láser. El proceso de corte por láser también produce poco ruido, vibraciones pequeñas y no contamina.
5. Amplio ámbito de aplicación: En comparación con el corte por oxiacetileno y el corte por plasma, el corte por láser es adecuado para una gama más amplia de materiales, incluidos materiales metálicos y no metálicos, así como materiales compuestos con base metálica y no metálica. Los diferentes materiales tienen diferentes niveles de idoneidad para el corte por láser debido a sus diferentes propiedades termofísicas.
Aplicaciones
La mayoría de las cortadoras láser de hoy en día están controladas por programas CNC o se convierten en robots automatizados. Como tal, el corte por láser es adecuado para casi todos los materiales para crear todo tipo de formas, tanto bidimensionales como tridimensionales.
En el campo de la fabricación de automóviles, el corte por láser se usa ampliamente para cortar curvas complejas, como láminas de carrocería, capós, techos, ventanas de automóviles, tubos, componentes de bolsas de aire y varias otras partes. En el campo aeroespacial, la tecnología de corte por láser se utiliza para cortar piezas especiales de aviación, como tubos de llama de motores, estructuras de aeronaves, paneles de alas traseras, rotores de helicópteros y muchas más.
La tecnología de corte por láser también se usa ampliamente para materiales no metálicos. El corte por láser se puede utilizar no solo para materiales con alta dureza y fragilidad, como nitruro de silicio, cerámica y cuarzo, sino también para materiales flexibles como tela, papel, placas de plástico y caucho.
Futuras tendencias
1. El corte por láser seguirá impulsando la revolución industrial.
El corte por láser ha traído numerosos beneficios económicos a los fabricantes nuevos y antiguos. Su componente principal, la fuente de luz láser, es un componente importante que determina la capacidad de corte de una cortadora láser.
En los últimos 40 años desde la inicio del cortador láser, el desarrollo tecnológico más importante con fuentes de luz láser es la sustitución de máquinas de corte por láser de CO2 por corte por láser de fibra.
Si se pregunta si habrá una nueva fuente de luz láser que sea más económica que los láseres de fibra, tenga un mejor rendimiento y proporcione un haz más fino, la respuesta sin duda es sí. Pero si pregunta qué tipo de láser sería, sería imposible dar una respuesta precisa ahora. No hace falta decir que las fuentes de luz láser experimentarán numerosos desarrollos en el futuro.
2. Los láseres de fibra de alta potencia se convertirán en una fuerza predominante en el mercado de máquinas de corte por láser.
Las máquinas de corte de fibra óptica de varios rangos de potencia han dado paso a una gran era para la fabricación. Estas máquinas de corte por láser vienen en diferentes formas y tamaños, cada una con sus propios casos de uso. Sin embargo, si piensa en qué tipo de máquina de corte por láser sería la más utilizada en todos los sectores en el futuro, el láser de fibra de alta potencia es sin duda la apuesta más segura.
Estas máquinas aportan mayor potencia, mayor precisión y mayor capacidad de corte a la tecnología de corte por láser, y tendrán un impacto masivo en el mercado del corte por láser, según expertos de la industria, académicos y usuarios.
Por lo tanto, una gran cantidad de fabricantes de máquinas de corte por láser de fibra de alta potencia están obligados a entrar en una feroz competencia en el mercado, en última instancia, en beneficio de los consumidores. Esto hará avanzar los límites en términos de control de calidad y estándares de fabricación en un futuro próximo, donde solo las empresas con una excelente calidad de productos, un enfoque continuo en I+D y el dominio de las principales tecnologías competitivas pueden permanecer en la cima.
3. Se acerca la era de la inteligencia.
Los desarrollos tecnológicos en todo el mundo, como la "Industria 4.0" de Alemania y la creciente adopción de fábricas inteligentes en China, son indicaciones claras de una cosa: se acerca la cuarta revolución industrial. Y con eso, llegará una era de fabricación inteligente a la industria del corte por láser. Esto incluye la integración masiva de tecnología de red, tecnología de comunicación y software de computadora con máquinas de corte por láser CNC de alta precisión.
En línea con ello, el desarrollo de máquinas de corte por láser automatizadas ha mejorado significativamente la capacidad productiva y la automatización de los talleres de chapa. Como medio de precisión, las máquinas de corte por láser inevitablemente utilizarán capacidades de comunicación de red caseras para comunicarse con varias máquinas en las fábricas de láminas de metal, incluidas las líneas de desenrollado de láminas, las máquinas dobladoras, las punzonadoras CNC, las unidades de soldadura (remachado), las máquinas de granallado y líneas de recubrimiento
Otros equipos integrados en un plan de producción unificado, tareas y sistema de gestión de evaluación también serán cruciales para la gestión de un taller de chapa. Como resultado, un gran número de máquina de corte por láser los fabricantes se transformarán gradualmente en contratistas de fabricación de chapa en el futuro.
Fuente de estilocnc.com
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