Descripción de la máquina de corte por láser: Una guía detallada

Contacto
Tenemos más de 20 años en la fabricación de prensas hidráulicas, cizallas y máquinas de corte por láser de fibra. ¡Obtenga un presupuesto instantáneo para sus proyectos de fabricación de chapa metálica ahora!
Obtenga un presupuesto gratuito
Fecha de publicación: 15 de mayo de 2024

I.Introducción

Desde que se inventó la máquina de corte por láser en la década de 1960, su aplicación se ha extendido a los sectores de la automoción, aeroespacial, electrónico y otros.

Por ejemplo, en la fabricación de automóviles, la tecnología de corte por láser se utiliza para producir componentes, como paneles de carrocería, chasis y sistemas de escape, para mejorar la eficiencia y la precisión. En la industria aeroespacial, la tecnología, en función de su rendimiento superior, desempeña un papel fundamental en la fabricación de componentes clave, como la piel de los aviones, las alas y las palas de los motores.

En el artículo se describen los principios de funcionamiento, los componentes básicos, los materiales aplicables, las ventajas y las aplicaciones de las máquinas de corte por láser, con el fin de presentar en profundidad esta tecnología revolucionaria.

II.¿Cómo funcionan las máquinas de corte por láser?

Aquí tiene un breve vídeo para que disfrute de las fascinantes capacidades de las máquinas de corte por láser:

Principios de funcionamiento

Las máquinas de corte por láser utilizan rayos láser de alta densidad de potencia para irradiar sobre la superficie de la pieza de trabajo, haciendo que los materiales se fundan, se evaporen y sufran reacciones químicas.

En general, el corte por láser puede dividirse en 4 partes:

  • Irradiada por rayos láser, la superficie del material absorbe calor rápidamente.
  • El material, cuya temperatura supera el punto de fusión, comienza a fundirse, formando un baño de fusión.
  • Al aumentar la temperatura, el material se evaporará y formará vapor, y los materiales fundidos se expulsarán bajo la acción del retroceso del vapor y el flujo de aire de corte de alta velocidad.
  • Los rayos láser se desplazan a lo largo de la trayectoria de corte y forman hendiduras estrechas y continuas en el material. De este modo, finaliza el proceso de corte.

Componentes básicos

Normalmente, una máquina de corte por láser contiene los siguientes componentes:

  • Láseres
  • Un sistema óptico
  • Un cabezal de corte
  • Un sistema de control CNC
  • Un sistema de asistencia
cómo funciona una cortadora láser

Láseres:

Como fuente de luz que proporciona haces láser de alta potencia y calidad, los láseres suelen incluir láseres de CO2 y láseres de fibra.

Fuente láser

Fuente láser

Un sistema óptico:

El sistema, que incluye espejos reflectantes, lentes de enfoque y otros componentes, enfoca los haces láser con precisión sobre la superficie de la pieza.

Cabezal de corte:

Emite haces láser y gases de corte coaxialmente y controla sus movimientos relativos y su posición con la pieza.

cabezal de corte

Cabezal de corte

Un sistema de control CNC:

Controla las trayectorias y la velocidad del cabezal de corte para cortar automáticamente.

Sistema de control CNC

Sistema de control CNC

Un sistema de asistencia:

Incluye el sistema de refrigeración, el sistema de salida de humos, el sistema de suministro de gas y otras piezas para garantizar un funcionamiento estable y de alta eficiencia.

Entre estos componentes, el láser es el factor central, que decide directamente la calidad y la eficiencia del corte. Gracias a su alta eficiencia y calidad, estas máquinas mágicas están ampliando su horizonte en la fabricación industrial, impulsando el desarrollo de la tecnología de corte por láser y el desarrollo industrial.

Proceso de corte por láser paso a paso

Toma un máquina de corte por láser de fibra como ejemplo:

máquina de corte por láser
  • Coloque las piezas a cortar en el banco de trabajo y ajuste los parámetros de corte, como la potencia del láser, la velocidad de corte y la presión del aire, en función del tipo y el grosor del material.
  • Activar el láser, el haz láser se transmite a través de la fibra óptica, se colima mediante un espejo colimador, se enfoca mediante una lente de enfoque y se emite por la boquilla.
  • El cabezal de corte se moverá en dos dimensiones con respecto a las piezas de trabajo bajo el control de un sistema de control CNC, y la alta densidad de potencia del punto focal del rayo láser fundirá y evaporará los materiales.
  • Los gases de corte, como el oxígeno y el nitrógeno, se pulverizarán rápidamente a través de boquillas para soplar los materiales fundidos y producir cortes lisos.
  • El cabezal de corte se moverá según la trayectoria y la velocidad diseñadas para cortar las formas geométricas requeridas en las piezas.
  • Una vez finalizado el corte, apague los láseres y utilice aire comprimido para soplar el polvo y las salpicaduras del cabezal de corte y los componentes ópticos a fin de prepararlos para la próxima vez.

激光设备各类行业新闻_【莱塞激光】_第36页

Es obvio que el corte por láser es un proceso intrincado, que implica un láser, un sistema óptico, un sistema de control CNC, un sistema de refrigeración y otros componentes. Al mismo tiempo, el ajuste de los parámetros de corte debe basarse en los materiales de procesamiento, el grosor, los patrones geométricos y otros factores.

Sólo comprendiendo sus principios de funcionamiento y los parámetros de control podremos aprovechar plenamente la gran eficacia, precisión y flexibilidad de las máquinas de corte por láser.

III.Tipos de máquinas de corte por láser

Según los tipos de láser, las máquinas de corte por láser pueden dividirse en tres categorías principales: Máquinas de corte por láser de CO2, máquinas de corte por láser de fibra y máquinas de corte por láser YAG.

Las distintas máquinas varían en cuanto a principios de procesamiento, materiales aplicables y rendimiento de corte. Desvelemos los secretos de estas máquinas.

 cortadoras láser

Cortadoras láser de CO2

Como una de las máquinas de corte por láser de mayor aplicación, adoptan gases de CO2 como sustancias de trabajo y se activan mediante energía para producir haces infrarrojos con una longitud de onda de 10,6μm.

Además, los láseres de CO2 absorben bien los no metales, por lo que son adecuados para madera, acrílico, vidrio, papel, tela, plástico y cuero.

Ventajas de las cortadoras láser de CO2:

  • Amplia aplicación; el espesor de corte no metálico puede alcanzar hasta 60 mm.
  • Hendiduras estrechas, zona afectada por el calor pequeña y superficie de corte de alta calidad.
  • Rayos láser de alta calidad; salida uniforme y constante.
Cortadora láser de CO2

Contras de las cortadoras láser de CO2:

  • No es adecuado para el corte de metales, especialmente para materiales con altos índices de reflexión.
  • Menor velocidad de corte y eficacia en el corte de tableros gruesos
  • Sistema óptico complejo que requiere mantenimiento y calibración periódicos.
  • Alto consumo de energía con una tasa de conversión electricidad-luz de sólo 10 a 15%.

Cortadoras láser de fibra

Utilizando fibras ópticas dopadas con elementos de tierras raras como medio de ganancia, los cortadores láser de fibra son bombeados por diodos láser semiconductores, generando un haz de luz infrarroja cercana con longitudes de onda de 1,06 a 1,07μm.

Los láseres de esta banda tienen una tasa de absorción extremadamente alta para los metales. De ahí que las máquinas de corte por láser de fibra se utilicen específicamente para cortar materiales metálicos, especialmente acero inoxidable, acero al carbono, aluminio, cobre, etc.

Máquina de corte por láser de fibra de doble uso ULFT

Máquina de corte por láser de fibra de doble uso ULFT

Ventajas de las cortadoras láser de fibra:

  • La transmisión por fibra óptica con una trayectoria óptica sencilla no requiere mantenimiento.
  • Un pequeño punto de luz focalizado de gran potencia y densidad proporciona una alta eficacia.
  • Con un índice de conversión electricidad-luz de entre el 30% y el 50%, ahorran energía y respetan el medio ambiente.
  • Diseño de estado sólido, tamaño compacto, alta fiabilidad
  • Materiales con alta reflectividad, como aluminio, cobre y latón que pueden procesarse con alta reflectividad.

En comparación con las cortadoras láser de CO2, la velocidad de corte de las cortadoras láser de fibra para materiales metálicos es de 2 a 3 veces superior a la de las cortadoras láser de CO2 y apenas se ve afectada por la reflectividad del material. Sin embargo, tienen limitaciones en el corte de materiales no metálicos, y sus costes son elevados.

Cortadoras láser YAG

La máquina de corte por láser YAG es un tipo de equipo de corte por láser de estado sólido basado en el cristal de itrio aluminio granate (YAG) dopado con iones de neodimio (Nd3+). Su longitud de onda de trabajo es cercana a la de los láseres de fibra, también alrededor de 1,06μm, de ahí que la máquina de corte por láser YAG se utilice principalmente también para el corte de metales.

Cortadoras láser YAG

Ventajas de las cortadoras láser YAG:

  • Costes bajos con una alta rentabilidad
  • Tenga en cuenta los materiales altamente reflectantes, como el aluminio y el cobre.
  • Los rayos láser de alta calidad producen un efecto de corte perfecto.
  • Con baja potencia, se utilizan principalmente para el corte de espesor de corte fino y el rendimiento de velocidad de corte.

Contras de las cortadoras láser de CO2:

  • Tanto los diodos de la bomba como los cristales son consumibles con una vida útil corta.
  • La eficiencia de conversión fotoeléctrica es baja, generalmente inferior a 3%.
  • Potencia limitada, sus prestaciones en espesor de corte y velocidad no son tan buenas como las de las cortadoras láser de fibra.
  • Estructuras intrincadas con elevados costes de mantenimiento.

Comparación:

Antes de entrar en materia, ¡le apetece ver un vídeo!

Tipos de máquinas de corte por láser
ComparaciónMáquina de corte láser CO2Máquina de Corte por Láser de FibraMáquina de corte láser YAG
Activo MedioGas CO2Fibra dopada con tierras rarasCristal YAG dopado con Nd
Longitud de onda de salida10,6μm1,06μm1,06μm
Materiales adecuadosPrincipalmente no metálicos, como madera, acrílico, vidrio, papel, tela, plástico, cuero, etc.Principalmente metales, especialmente materiales altamente reflectantes; también puede cortar algunos no metales.Principalmente corta metales, como aluminio, cobre y otros metales no ferrosos; también puede cortar no metales
Espesor de cortePreferiblemente <12 mm, velocidad de corte lenta para chapas gruesas<12mm, la velocidad de corte para chapas finas es 2-3 veces la del CO2Baja potencia, sólo apta para cortar chapas de menos de 8 mm
Calidad del hazPobre, mayor tamaño de punto, no apto para el corte de grandes superficiesExcelente, tamaño de punto pequeño, alta densidad de potencia, puede lograr un corte de alta precisiónBueno, puede lograr un corte de alta precisión
Precisión de corteMedioAltaAlta
Velocidad de corteMedioRápido, varias veces el del CO2Más lento que la fibra, más rápido que el CO2
Eficacia electroóptica10-15%Por encima de 30%3-5%
Consumo de energíaAltaBajo, aproximadamente 1/4 de CO2Superior a la fibra
Coste de mantenimientoAlta, los componentes ópticos y los tubos de RF necesitan sustituirse con frecuenciaBajo, básicamente sin mantenimientoMedio, las fuentes de bombeo deben sustituirse periódicamente
Coste del equipoAlta, unos 350.000-1.000.000 CNYMediana, alrededor de 200.000-600.000 CNYBaja, tecnología madura, unos 100.000-300.000 CNY
Costes de explotaciónAlta, unos 20 CNY/horaBajo, unos 4 CNY/horaSuperior a la fibra
Industrias de aplicaciónDecoración publicitaria, confección de prendas de vestir, carpintería de muebles, artesanía, etc.Principalmente procesamiento de metales, como fabricación de automóviles, electrónica, maquinaria de precisión, etc.Grabado y marcado de metales, corte de chapas finas no metálicas

En resumen, las máquinas de corte por láser de CO2 son adecuadas para el corte de no metales, las máquinas de corte por láser de fibra son más adecuadas para el corte de metales, mientras que las máquinas de corte por láser YAG tienen una relación coste-rendimiento moderada y pueden utilizarse como equipos básicos.

Los usuarios deben sopesar sus opciones basándose en los factores anteriores. Con los avances tecnológicos, se espera que las máquinas de corte por láser de fibra sustituyan a las máquinas de corte por láser de CO2 para convertirse en la corriente principal en más campos.

VI.Aplicaciones industriales

Las máquinas de corte por láser, como herramienta de procesamiento de gran precisión y eficacia, se utilizan en muchos sectores. Este artículo presenta las aplicaciones de las máquinas de corte por láser en los sectores de la automoción, aeroespacial, electrónico y médico.

Automoción

máquina de corte por láser
  • Piezas de precisión

Las máquinas de corte por láser, utilizadas principalmente para la fabricación de piezas de precisión en la industria del automóvil, pueden garantizar la eficacia del corte y la calidad de la superficie de componentes precisos. Por ejemplo, las pastillas de freno de los vehículos y otros componentes básicos requieren un corte de alta precisión para garantizar su rendimiento y seguridad.

  • Piezas interiores

Las cortadoras láser también pueden procesar piezas interiores. Las piezas interiores normalmente implican procesos de superficie intrincados y de alta calidad, que pueden ser satisfechos por las cortadoras láser gracias a su flexibilidad y precisión. Además, las máquinas de corte por láser pueden ofrecer servicios de diseño personalizado para satisfacer las demandas de diversos clientes.

Aeroespacial

máquina de corte por láser
  • Componentes del fuselaje

En el sector aeroespacial, las máquinas de corte por láser pueden utilizarse para fabricar componentes de fuselajes, que tienen elevados requisitos de peso y resistencia del producto. Las cortadoras láser pueden garantizar que el rendimiento del material no se vea afectado gracias a su corte de alta calidad y a sus pequeñas zonas afectadas por el calor.

  • Piezas de motor

Las piezas de motor pueden fabricarse con máquinas de corte por láser. Estos componentes suelen requerir alta precisión y patrones geométricos complejos. Las máquinas de corte por láser pueden satisfacer estos requisitos con gran precisión y velocidad.

Además, algunos materiales, como la aleación de titanio y las aleaciones con base de níquel, que son difíciles de procesar con máquinas, pueden manipularse con cortadoras láser.

Electrónica

máquina de corte por láser
  • Circuitos impresos

Las máquinas de corte por láser se utilizan principalmente para el corte de placas de circuitos. Las placas de circuitos son los componentes principales de la electrónica, por lo que su precisión y calidad de fabricación determinan directamente la vida útil y el rendimiento de la electrónica.

  • Carcasas y disipadores

Aunque los disipadores térmicos requieren patrones intrincados y procesos superficiales de alta calidad, las cortadoras láser pueden satisfacer las demandas gracias a su alta precisión y flexibilidad. Además, las máquinas de corte por láser pueden manejar las complicadas estructuras de los radiadores, mejorando su rendimiento de disipación térmica.

Médico

máquina de corte por láser
  • Implantes

Las máquinas de corte por láser se utilizan principalmente para todo tipo de implantes en la industria médica, como prótesis articulares e implantes dentales. Además, también pueden cortar patrones y formas complejas a partir de materiales biocompatibles para garantizar el ajuste preciso de los implantes y su buena integración con los pacientes.

  • Instrumental quirúrgico

Las máquinas de corte por láser pueden utilizarse para producir instrumentos quirúrgicos. La calidad y velocidad de la máquina de corte por láser pueden satisfacer los requisitos de los instrumentos quirúrgicos y garantizar su rendimiento y fiabilidad. Además, los diseños personalizados pueden satisfacer los requisitos de diversas cirugías.

V.Conclusión

El artículo analiza en detalle los principios de funcionamiento, los componentes básicos, las diferencias entre los tres tipos de cortadoras láser y sus aplicaciones. Las cortadoras láser, por su gran precisión, velocidad y calidad, liderarán el mercado de la fabricación en el futuro.

Si está interesado en tipos y funcionalidades específicas de las máquinas de corte por láser, le invitamos a visitar nuestro página del producto. Ofrecemos una variedad de máquinas de corte por láser, incluyendo máquinas de corte de tubos de una mesa, de dos mesas, de doble uso y especializadas.

Tanto si necesita cortar chapas metálicas como tubos, nuestra empresa tiene la solución adecuada para usted. Esperamos que encuentre el equipo que mejor se adapte a sus necesidades.

¿Busca máquinas?

Si busca máquinas para la fabricación de chapas metálicas, ha llegado al lugar adecuado.

Nuestros clientes

Las siguientes grandes marcas utilizan nuestras máquinas.
Contacto
¿No está seguro de qué máquina es la adecuada para su producto de chapa metálica? Deje que nuestro experto equipo de ventas le guíe en la selección de la solución más adecuada para sus necesidades.
Pregunte a un Experto
Política de PrivacidadTérminos
Derechos de autor © 2024