Comparación de máquinas de corte por láser: La Guía Definitiva

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Fecha de publicación: 7 de mayo de 2024

I.Introducción

En la fabricación moderna de procesamiento de metales, la tecnología de corte por láser es un proceso indispensable por su alta calidad, eficacia y amplia aplicabilidad a los materiales. Para los consumidores potenciales y las empresas, comprender la calidad, las características y las aplicaciones de las máquinas de corte por láser en el procesamiento de metales es crucial para mejorar la calidad del producto y minimizar los costes de producción.

Sin embargo, ante la deslumbrante variedad de cortadoras láser, los clientes suelen tener dificultades para elegir la adecuada. Los distintos tipos y marcas de cortadoras láser varían enormemente en cuanto a parámetros de rendimiento y precios. Por lo tanto, es un dilema para los compradores potenciales seleccionar la más adecuada que satisfaga sus demandas.

Así pues, el objetivo de este artículo es proporcionar a los lectores una guía definitiva sobre la comparación de cortadoras láser. Compararé los principales tipos de cortadoras láser en términos de precisión de corte, velocidad de corte, compatibilidad de materiales y rentabilidad.

Es importante saber si las máquinas pueden satisfacer los requisitos de corte, qué tipo de máquinas son las más eficaces, qué cortadoras láser se adaptan mejor a qué material y qué tipos de cortadoras láser son las más rentables si se tienen en cuenta los precios, el uso y los costes de mantenimiento.

Basándose en un profundo análisis de los factores clave en cuestión, podrá encontrar las máquinas de corte por láser que más le convengan. La guía le proporcionará una comparación exhaustiva y consejos pragmáticos y profesionales para mitigar los obstáculos en el camino de la selección de máquinas de corte por láser.

Comencemos juntos este enfrentamiento definitivo de máquinas de corte por láser.

II.Comprensión de la tecnología de corte por láser

Fundamentos del corte por láser

¿Cómo funciona una máquina de corte por láser?

Máquinas de corte por láser utilizan haces láser de alta densidad de potencia para irradiar la superficie de los materiales que se funden, evaporan o queman hasta alcanzar la temperatura de ignición. Al mismo tiempo, se utilizan gases de asistencia para soplar la masa fundida. De este modo, se finaliza el corte.

Los procedimientos de corte por láser incorporan tres pasos: calentamiento de la pieza, fusión y soplado de la masa fundida. La tecnología de corte, que no requiere contacto, es muy precisa y rápida durante el corte, se aplica ampliamente en la industria de procesamiento de metales y no metales.

¿Cuáles son los principales tipos de láser utilizados en las máquinas de corte de los mercados? El artículo le proporcionará tres tipos de máquinas de corte por láser de corriente principal: Máquinas de corte por láser de CO2, máquinas de corte por láser de fibra y máquinas de corte por láser de sólidos YAG.

Máquinas de corte por láser de CO2:

Las máquinas de corte por láser de CO2 se utilizan principalmente en el corte no metálico, incluyendo madera, plástico, vidrio y tela. Con una longitud de onda de 10,6 micrómetros, son adecuadas para la salida de alta potencia con una eficiencia de conversión de energía que alcanza 25% y, por lo tanto, poseen ventajas significativas en el corte no metálico.

Máquinas de corte por láser de fibra:

máquina de corte por láser de fibra

Las máquinas de corte por láser de fibra son famosas por su alta eficiencia de conversión de energía, sus bajos costes de mantenimiento y sus haces láser de alta calidad. Con una longitud de onda de 1,06 micrómetros y un alto índice de absorción para metales, son adecuadas para el corte de metales. Las cortadoras láser de fibra son buenas para cortar acero inoxidable, acero al carbono y aleaciones de aluminio.

Máquinas de corte por láser de sólidos YAG:

Como una de las primeras tecnologías de corte, las máquinas de corte por láser sólido YAG se utilizan principalmente para cortar metales. Con una longitud de onda de 1,06 micrómetros, las máquinas de corte por láser sólido YAG son similares a las cortadoras láser de fibra.

Sin embargo, limitadas por su tecnología de corte, las máquinas de corte por láser sólido YAG se aplican en un ámbito relativamente más estrecho y trabajan con un rendimiento inferior.

Ventajas del corte por láser frente a los métodos tradicionales

Precisión y calidad de los cortes:

Las cortadoras láser permiten una precisión extremadamente alta y un corte de gran calidad. Los rayos láser enfocados en un pequeño punto de luz pueden cortar patrones intrincados, pequeños y delicados con bordes de corte lisos y sin rebabas, lo que reduce la necesidad posterior de procesamiento.

Reducción de residuos y aumento de la eficacia:

Gracias a su gran precisión, se puede optimizar al máximo la utilización de los materiales para reducir los materiales de desecho. Al mismo tiempo, el corte por láser de alta velocidad puede mejorar significativamente la productividad, especialmente para lotes de producción, lo que puede reducir enormemente el ciclo de producción.

Versatilidad en la manipulación de diferentes materiales:

Además de trabajar con metal, la tecnología de corte por láser también puede trabajar con diversos materiales no metálicos, como plástico, madera y vidrio. Su versatilidad permite a la tecnología satisfacer las demandas de diferentes industrias y materiales, ampliando el horizonte de aplicaciones de la tecnología de corte por láser.

III.Factores clave a tener en cuenta al elegir una máquina de corte por láser

Comparación e idoneidad de los tipos de máquinas

Los tres tipos de máquinas de corte tienen sus propias características en cuanto a materiales aplicables, rendimiento del proceso y otros aspectos.

Las máquinas de corte por láser de CO2, como una de las máquinas más comunes y ampliamente utilizadas en la industria, son buenas en el corte. Con mayor potencia, tienen un mejor rendimiento en el corte de tableros gruesos (más de 10 mm).

Las máquinas de corte por láser de fibra que utilizan láseres de fibra son adecuadas para el corte de metales, especialmente para el corte de alta velocidad y precisión de láminas metálicas delgadas (tales como materiales dentro de 1-8mm). Aunque son más débiles que las máquinas de corte por láser de CO2 en términos de corte de no metal, son obviamente mejores en velocidad de corte y suavidad de corte.

máquina de corte por láser de fibra

La máquina de corte por láser de estado sólido YAG utiliza un cristal YAG dopado con iones de neodimio como material de trabajo con longitudes de onda de salida similares a las de las máquinas de corte por láser de fibra. La calidad del haz de las máquinas de corte por láser YAG está entre la de los láseres de CO2 y fibra, pero su velocidad de corte y precisión no son tan buenas como las de las máquinas de corte por láser de fibra.

En definitiva, en el corte de materiales compuestos, las cortadoras láser de CO2 son la elección más acertada. Son capaces de cortar fibra de carbono, fibra de vidrio y otros materiales compuestos reforzados, así como materiales difíciles de mecanizar como los compuestos de matriz cerámica. Pero, si lo que busca es calidad y velocidad de corte, las cortadoras láser de fibra son la mejor elección.

Velocidad y eficacia de corte

La velocidad de corte y la eficiencia son los principales indicadores para medir la productividad. En general, las máquinas de corte por láser de fibra suelen tener la mayor velocidad de corte, seguidas de las máquinas de corte por láser YAG, mientras que las máquinas de corte por láser CO2 son relativamente más lentas.

Tomando como ejemplo el corte de una placa de acero inoxidable de 1 mm, las máquinas de corte por láser de fibra de alta potencia pueden alcanzar de 60 a 80 metros por minuto, las máquinas de corte por láser YAG de 30 a 50 metros por minuto y las máquinas de corte por láser CO2 de 20 a 30 metros por minuto.

Alta velocidad significa un ciclo de procesamiento más corto y una mayor productividad. Para piezas metálicas producidas en serie, las máquinas de corte por láser de fibra de alta velocidad pueden acortar significativamente el plazo de entrega y reducir los costes de mano de obra y máquina. Sin embargo, para lotes pequeños de producción o corte de no metal, las máquinas de corte por láser de CO2 ofrecen mejores resultados.

Precisión y calidad de corte

La precisión de corte, como indicador clave del rendimiento de una máquina de corte por láser, decide directamente la tolerancia dimensional y la calidad superficial de la pieza.

En términos de precisión de corte, las cortadoras láser de fibra son las mejores, después las cortadoras láser YAG y las cortadoras láser CO2 las últimas, que se deciden principalmente por la calidad de los rayos láser y el tamaño de los puntos de luz enfocados.

La calidad del haz de los láseres de fibra se aproxima al límite de difracción, y el punto enfocado puede ser tan pequeño como 10-30μm, lo que da lugar a sedimentos más estrechos y pequeñas zonas afectadas por el calor con una precisión de proceso que alcanza ±0,02 mm.

La calidad del haz de las máquinas de corte por láser YAG no es tan buena como la de las cortadoras por láser de fibra, con una precisión de proceso que alcanza alrededor de ±0,05 mm. Los patrones del haz láser y los sistemas ópticos limitan las máquinas de corte por láser CO2 con una precisión de proceso que alcanza ±0,1 mm.

La planitud y suavidad del corte y la cantidad de rebabas también pueden presentar calidad de corte. La calidad de corte de las cortadoras láser de fibra y las cortadoras láser YAG es mejor que la de las cortadoras láser de CO2 porque producen cortes más lisos y con menos rebabas.

Aunque las máquinas de corte por láser de CO2 producen cortes con ciertas inclinaciones y rayas y más rebabas, desempeñan un papel indispensable en el corte de metales no metálicos.

Por lo general, las cortadoras láser de fibra ofrecen una mayor calidad de procesamiento para componentes precisos y procesamiento de decoración de alta gama, que plantean elevados requisitos de tamaño y aspecto. Para piezas ordinarias, las máquinas de corte por láser YAG y CO2 también pueden satisfacer los requisitos básicos de calidad y precisión.

Por tanto, los consumidores deben sopesar las prestaciones y los costes de las máquinas en función de los requisitos del producto para elegir el tipo de máquina más adecuado.

Coste de explotación y mantenimiento

Los costes de funcionamiento y mantenimiento de una cortadora láser son los principales factores económicos que debe tener en cuenta un usuario. Estos costes incluyen el consumo de energía, los costes de los consumibles y los costes de mantenimiento y servicio.

En lo que respecta al consumo de energía, las cortadoras láser de CO2 son las que más consumen, y a continuación se sitúan las cortadoras láser de YAG y las cortadoras láser de fibra. En funcionamiento a largo plazo, las cortadoras láser de fibra son las que mejor funcionan.

En cuanto a los costes de los consumibles, los componentes ópticos de las cortadoras láser de CO2, como el gas láser, las lentes de enfoque y las lentes protectoras, deben sustituirse periódicamente. En cambio, las cortadoras láser de fibra y YAG tienen relativamente menos consumibles. Sin embargo, las inversiones iniciales de las cortadoras láser de fibra son mayores que las de los otros dos tipos.

En cuanto al mantenimiento, las estructuras relativamente intrincadas de las máquinas de corte por láser de CO2 requieren que los profesionales calibren el sistema óptico y limpien y laven el sistema de refrigeración con regularidad.

Todo esto es más fácil para los cortadores láser de YAG y fibra debido a sus estructuras compactas y trayectorias de luz cerradas. Sin embargo, los costes de reparación de las cortadoras láser de YAG y fibra son superiores a los de las cortadoras láser de CO2.

Basándome en lo que he comentado anteriormente, las cortadoras láser de fibra tienen los costes operativos más bajos porque consumen menos energía, requieren menos consumibles y no necesitan mantenimiento.

máquina de corte por láser de fibra

Si se tienen en cuenta los costes de la máquina, las cortadoras láser de CO2 y YAG aventajan en rentabilidad a los láseres de fibra en las industrias de procesado de media y pequeña potencia.

IV.Ventajas e inconvenientes de cada tipo de cortadora láser

En la actualidad, hay tres tipos principales de máquinas de corte por láser que incluyen cortadoras láser de CO2, cortadoras láser de fibra y cortadoras láser de sólidos YAG. Tienen sus propias características, pros y contras, y satisfacen las demandas de diferentes procesos.

Ventajas y desventajas de las cortadoras láser de CO2

Las máquinas de corte por láser de CO2 utilizan láseres de CO2 para cortar con una longitud de onda de 10,6μm, adecuada para cortar metales no metálicos como madera, plástico, vidrio y papel.

Ventajas:

Amplia aplicación: pueden cortar la mayoría de los no metales con un buen rendimiento de corte y bordes lisos.

Rapidez: Las máquinas de corte por láser de CO2 pueden cortar rápidamente materiales en láminas finas.

Gran precisión: Permiten un corte preciso y se adaptan al procesamiento de patrones intrincados.

Desventajas:

Alto consumo de energía: La baja eficiencia de conversión de luz y electricidad requiere un alto consumo de energía.

Costes de mantenimiento elevados: los costes de mantenimiento de los láseres y sistemas ópticos son elevados.

Inadecuadas para el corte de metales: no son buenas para cortar metales, especialmente los muy reflectantes.

Ventajas y desventajas de las cortadoras láser de fibra óptica

Las cortadoras láser de fibra utilizan láseres de fibra con una longitud de onda de 1,06μm, empleados principalmente para el corte de metales.

Ventajas:

Alta eficiencia y ahorro energético: poseen una alta eficiencia de conversión luz-electricidad y conllevan un bajo consumo energético y costes de funcionamiento.

Alta velocidad: son más rápidas que las máquinas de corte por láser de fibra de CO2, especialmente para el corte de chapas finas.

Bajos costes de mantenimiento: básicamente, no necesitan mantenimiento, por lo que tienen una larga vida útil.

Desventajas:

Limitadas en el corte de tableros gruesos: son más lentas al cortar tableros relativamente gruesos.

Costes elevados: sus inversiones iniciales son relativamente altas.

Inadecuadas para el corte de no metales: su rendimiento en el corte de no metales no es tan bueno como el de las máquinas de corte por láser de CO2.

Ventajas y desventajas de las cortadoras láser de sólidos YAG

Las máquinas de corte por láser YAG utilizan láseres de estado sólido con una longitud de onda de 1,064μm, adecuados para cortar metales y algunos materiales no metálicos.

Ventajas:

Amplia aplicación: pueden cortar metales y algunos materiales no metálicos

Bajo coste: en comparación con las cortadoras láser de fibra, las cortadoras láser YAG cuestan menos

Funcionamiento sencillo: las estructuras sencillas conllevan un funcionamiento relativamente fácil y un mantenimiento cómodo.

Desventajas:

Baja eficacia de corte: en comparación con las cortadoras láser de fibra, las cortadoras láser YAG cortan más despacio y con menos eficacia.

Alto consumo de energía: con un bajo índice de conversión de luz y electricidad, consumen más energía.

Costes de mantenimiento elevados: los láseres y los sistemas ópticos requieren un mantenimiento regular, lo que aumenta los costes.

En general, los diferentes tipos de máquinas de corte por láser tienen su propio ámbito de aplicación, pros y contras. Al elegir las máquinas de corte por láser, debe tener en cuenta los requisitos del proceso, los tipos de material, los costes y los presupuestos para seleccionar la más adecuada.

Una tabla comparativa:

Características/ModeloMáquina de corte por láser de fibraMáquina de corte por láser de CO2Máquina de corte por láser YAG
Longitud de onda del láser1,06μm10,6μm1,06μm
Eficacia de conversión fotoeléctricaAcerca de 30%Acerca de 10%Acerca de 3%
Velocidad de corteAlta (4-5 veces la de YAG)MedioBajo
Gastos de mantenimientoBajoAltaMedio
Idoneidad del material de corteAdecuado principalmente para materiales metálicosMateriales metálicos y no metálicosAdecuado principalmente para materiales metálicos
Espesor de corteAdecuado para placas de grosor fino a medioAdecuado para chapas gruesas y materiales no metálicosAdecuado para placas finas
Coste de utilizaciónBajoAltaMedio
Calidad de corteAlta (corte más suave, menos rebabas)MedioMedio
Precio del equipoAltaMedia a altaBajo
Facilidad de manejoAltaMedioMedio
Sectores aplicablesTransformación de chapa, aviación, aeroespacial, etc.Publicidad, modelismo, transformación no metálica, etc.Transformación de metales, decoración, publicidad, etc.

V.Innovaciones en el horizonte

El desarrollo y la innovación de las máquinas de corte por láser desempeñan un papel esencial en la mejora de la productividad, la reducción de costes y el impulso de la fabricación. A medida que se desarrolle la tecnología de corte por láser, aparecerán más tecnologías nuevas que afectarán profundamente a la fabricación.

Próximos avances tecnológicos

Mayor eficacia y precisión:

Las tecnologías de control avanzadas y los sistemas de movimiento de alta precisión han mejorado la precisión y la eficacia de procesamiento de las cortadoras láser, permitiéndoles satisfacer mejor las exigencias de la fabricación.

Producción flexible:

Gracias a la introducción de una avanzada tecnología de fabricación flexible, las máquinas permiten un ajuste rápido y una producción personalizada, satisfaciendo las demandas de la personalidad.

Más inteligente:

Al introducir el aprendizaje automático avanzado y el aprendizaje profundo, pueden implementar funciones de control adaptativo y optimización inteligente para que los dispositivos mejoren su eficiencia y estabilidad de producción.

Ecológico y respetuoso con el medio ambiente:

La adopción de sistemas de refrigeración eficientes y láseres de bajo consumo energético reduce el consumo de energía y las emisiones de gases de escape, con lo que se consigue una producción ecológica.

Impacto potencial en la industria manufacturera

Mejorar la productividad:

Un corte preciso reduce el desperdicio de material y acelera el ciclo de producción, lo que permite a las empresas responder con rapidez al mercado.

Reducción de los costes de producción:

Los métodos de producto inteligentes y automáticos reducen los costes de mano de obra y de producto.

Producción personalizada:

La producción flexible de máquinas de corte por láser permite a la fabricación satisfacer las demandas personalizadas del mercado.

Fomento de la producción ecológica:

La calidad ecológica y respetuosa con el medio ambiente de la tecnología de corte por láser ofrece un futuro más ecológico y sostenible para la industria.

VI.Conclusión

A medida que se desarrolle la tecnología de corte por láser y se amplíe su aplicación, las máquinas de corte por láser irán cumpliendo sus funciones en la fabricación. Por lo tanto, es importante comprender las diferencias entre los tres tipos de máquinas para seleccionar la más adecuada.

Аs, fabricante líder de cortadoras láser de fibra, Máquina Herramienta ADH está siempre dispuesta a equiparle con todos los conocimientos que necesita para hacer la elección perfecta. No dude en contacto con nosotros y nuestro experto responderá a todas sus preguntas.

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