Desentrañar el corte por láser: Cómo funciona

I. Introducción

El máquina de corte por láser es un dispositivo esencial para la fabricación moderna, que potencia la alta eficacia y precisión y da su máxima prioridad a la fabricación de metales.

¿Cómo funciona una máquina de corte por láser?

La máquina de corte por láser transforma la energía láser en calor extremadamente elevado mediante un rayo láser de enfoque.

Este calor es lo suficientemente fuerte como para hacer que el metal se funda o vaporice. Cuando un rayo láser atraviesa los materiales, formará una fina línea en la superficie del metal.

La temperatura de la línea es lo suficientemente alta como para cortar los materiales.

Mediante la manipulación del movimiento del cabezal de corte, la máquina puede terminar el corte de formas complejas.

Existen tres tipos de máquinas de corte por láser: CO² máquina de corte por láser, Máquina de corte por láser YAGy máquinas de corte por láser de fibra.

A pesar de los diferentes tipos, el proceso de trabajo de la máquina de corte por láser sigue siendo relativamente el mismo.

Sólo tiene que iniciar el proceso de corte o grabado siguiendo estos sencillos pasos:

II. Proceso de corte por láser

Paso 1 Proceso de diseño

Este proceso comienza con un diseño digital creado en el programa informático, que implica lo que la máquina va a cortar o grabar.

Paso 2 Transformar el diseño

A continuación, transforme el diseño digital en un formato que la máquina de corte por láser pueda entender. 

Este formato es un tipo de archivo que suele denominarse CNC (acorta la distancia entre cuchillas y mejora la productividad al disminuir el tiempo de fabricación)o código G.

El código G es un grupo de instrucciones legibles por máquina que ordena a la máquina mover el cabezal de corte láser a algún lugar.

Las formas complejas requieren un software CAM (fabricación asistida por ordenador) para generar el código G automáticamente a partir del archivo CAD (diseño asistido por ordenador) proporcionado.

Envíe este código G al controlador de la máquina de corte por láser a través de una conexión Wi-fi o un controlador USB.

Tras la etapa de diseño, la siguiente consiste en establecer los parámetros óptimos para el proceso.

Paso 3 Ajustar la máquina

Coloque los materiales a cortar en la máquina de corte por láser, y ajuste la ubicación en función de los tipos y el grosor del material.

Este ajuste incluye la potencia del láser, la velocidad de movimiento del láser y el enfoque del rayo láser.

El mejor parámetro óptimo depende del modelo de la máquina de corte por láser y de los tipos de materiales que se corten.

Paso 4 Proceso de corte y grabado

Después de ajustar todos los contenidos y empezar a funcionar, puede iniciar el corte y el grabado.

Todo comienza con el recurso láser, que genera una luz sólida y consistente.

El recurso láser se origina en un resonador láser, que envía un haz sólido al cabezal de corte a través del sistema de espejos.

Dentro del cabezal de corte, el láser es enfocado por la lente y reducido a un haz delgado y concentrado.

Este haz puede guiarse sobre el material a lo largo de la trayectoria especificada por digital para cortar o rasterizar la materia prima.

Por cierto, si utilizas la luz del sol y una lupa para encender un fuego, estarás más familiarizado con el principio de funcionamiento.

Cuando la luz se desplaza a lo largo de la trayectoria, funde, quema o vaporiza el material, dando lugar a cortes y grabados precisos.

La máquina de corte por láser también puede soplar los materiales sobrantes mediante un chorro de gas. El cabezal de corte suele fijarse en el pórtico, que es un sistema mecánico.

Una correa o cadena suele accionar este sistema y permite que el cabezal de corte se mueva con precisión en una región rectangular específica (el tamaño de la cama de trabajo).

El pórtico permite que el cabezal de corte se mueva hacia delante y hacia atrás sobre la pieza para cortar con precisión en cualquier punto de la mesa.

El láser debe centrarse en el material que se va a cortar para conseguir el mejor estado de corte.

Todas las máquinas de corte por láser necesitan enfocar el programa antes de cortar para garantizar un excelente efecto de corte por láser.

Aparte de la función del propio láser, la máquina de corte por láser también está equipada con gas auxiliar.

Este gas sale a chorro del cabezal de corte en el proceso de corte y ayuda a enfriar los materiales y limpiar los metales fundidos.

Como consecuencia, la máquina de corte láser no sólo puede proporcionar un corte preciso, sino que también puede mantener la superficie de corte limpia y lisa.

Paso 5 Por último, Comprobación

Una vez finalizados el corte y el grabado del material, si es necesario, limpie el producto acabado. Compruebe la precisión y elimine cualquier resto.

III. Técnicas de corte por láser

En función de los tipos de gas asistente, existen cuatro técnicas de corte diferentes:

Corte por fusión

En el corte por infusión, el gas auxiliar no ayuda a fundir el material, sino que actúa sólo después de que el láser haya fundido el material.

El gas inerte (nitrógeno) suele considerarse un gas auxiliar para el corte.

El gas de asistencia presurizado expulsa el metal fundido de la ranura, aumentando la velocidad de corte y reduciendo la potencia láser necesaria para cortar el material.

El corte por fusión se utiliza para cortar metal. Esta técnica también se denomina corte por fusión y soplado.

Corte con llama

El gas auxiliar (oxígeno) participa en la combustión y fusión del material en el oxicorte.

El rayo láser calienta el material, y el oxígeno reacciona con los materiales calentados, dando lugar a la llama. Esto aumenta la potencia de entrada al material y beneficia al rayo láser en el corte del material.

Al mismo tiempo, estoy utilizando el flujo de oxígeno a alta presión para soplar el metal fundido, realizando así el corte.

El oxicorte suele utilizarse para materiales de acero al carbono de gran espesor.

Debido a la reacción entre el oxígeno y los materiales calentados, esta técnica también se denomina corte reactivo.

Corte por sublimación

El corte por sublimación aparece cuando se cortan materiales finos (como láminas y tejidos) sin gas auxiliar.

En este método, un rayo láser vaporiza directamente el material en lugar de fundirlo.

La alta energía puede evaporar el material en el foco, formando así un corte estrecho.

Este tipo de corte también se denomina corte por vaporización.

Corte por impacto

El corte por impacto se utiliza para materiales difíciles de cortar con rayos láser continuos.

Consiste en aplicar un rayo láser de impulsos rápidos sobre la superficie del material para formar agujeros superpuestos.

El corte por impacto suele aplicarse para cortar materiales frágiles como la cerámica y el vidrio.

Los distintos tipos de láser deben basarse en la aplicación y los materiales reales.

Por ejemplo, el CO² El láser se suele utilizar para cortar diversos materiales, y el láser de fibra se aplica generalmente al metal.

La máquina de corte láser utiliza el efecto sinérgico del rayo láser de alta energía y el gas auxiliar para cumplir con la precisión y la alta eficiencia de corte de materiales metálicos.

Aceptar la formación y los conocimientos a la hora de manejar la máquina de corte por láser es vital. De este modo se puede conseguir seguridad y los mejores resultados.

Además, la máquina requiere un mantenimiento regular para que siga funcionando con eficacia.

IV. ¿Para qué se utiliza el corte por láser?

La máquina de corte por láser se aplica ampliamente en muchas industrias debido a su precisión, versatilidad y capacidad para cortar materiales variados. A continuación se muestra un uso cotidiano de las máquinas de corte por láser:

Fabricación e industria

La máquina de corte por láser se utiliza ampliamente en el proceso de fabricación para cortar y dar forma a diversos materiales.

Crea diseños complejos, patrones y componentes para automóviles, aeronáutica, electrónica y maquinaria.

Además, se puede aplicar para cortar metal, plástico, caucho, madera y materiales compuestos.

Señalización y publicidad

El corte por láser es frecuente en rotulación y publicidad para crear rótulos, letras, logotipos y elementos decorativos personalizados.

Puede cortar con precisión acrílico, madera, espuma y metal para producir diseños intrincados y visualmente atractivos.

Arquitectura y diseño de interiores

El corte por láser también se utiliza mucho en arquitectura y diseño de interiores para crear patrones intrincados, paneles decorativos, mamparas y tabiques.

Puede realizar cortes precisos e intrincados en madera, acrílico, vidrio y metal, lo que permite crear elementos arquitectónicos únicos y personalizados.

Tejidos y textiles

El corte por láser se utiliza en las industrias textil y de la moda para tejidos, cuero y otros materiales utilizados en la producción de prendas de vestir.

Ofrece cortes precisos y limpios, patrones complejos y la capacidad de crear rápidamente diseños intrincados, lo que la convierte en una herramienta inestimable en la industria de la moda.

Prototipos y fabricación rápida

El corte por láser se utiliza en la creación de prototipos y la fabricación rápida para producir prototipos con rapidez, realizar pequeñas producciones y personalizar piezas.

Su velocidad, precisión y capacidad para manipular diversos materiales la convierten en una tecnología ideal para la creación rápida de prototipos y los procesos de diseño iterativos.

Manualidades y hobbies

El corte por láser es popular entre aficionados, artistas y entusiastas de la artesanía.

Puede cortar y grabar materiales con precisión, como madera, papel, acrílico y cuero, para crear diseños intrincados, joyas, adornos y regalos personalizados.

V. Preguntas Frecuentes

Qué materiales no pueden utilizarse con una máquina de corte por láser?

PVC (cloruro de polivinilo): Cuando una máquina de corte por láser corta el PVC, emitirá gases tóxicos y corrosivos, como el cloro, que dañarán al operario y al aparato.

Policarbonato: Aunque la lámina fina de policarbonato puede utilizarse para cortar y grabar con máquinas de corte por láser, la gruesa puede producir efectos peores. La resistencia al calor del material puede hacer que se funda y emita humos tóxicos.

ABS (acrilonitrilo butadieno estireno): El ABS puede utilizarse para el corte por láser, pero los efectos pueden no ser satisfactorios y desprenderá mal olor. No se recomienda para el corte por láser.

Metales con superficies reflectantes: Las superficies muy reflectantes (como el aluminio o el cobre espejados) pueden dificultar el corte por láser, ya que el láser puede reflejarse en la máquina y dañar los componentes ópticos u otras piezas.

Fibra de vidrio: Cortar fibra de vidrio con una cortadora láser puede producir humos tóxicos y también puede causar daños a la máquina debido a la naturaleza abrasiva de las fibras de vidrio.

Espuma: Algunas espumas, especialmente las que contienen cloro, pueden liberar gases tóxicos cuando se cortan con láser. Además, los materiales de espuma pueden provocar incendios o fundirse, produciendo efectos de corte insatisfactorios.

HDPE (polietileno de alta densidad): El HDPE funcionará mal cuando el láser corte porque es fácil de fundir y quemar, dejando bordes caóticos.

Lexan: Aunque el Lexan es un policarbonato, no se recomienda para el corte por láser debido a los malos efectos de corte y a los gases tóxicos liberados.

Caucho que contiene cloro: Al igual que el PVC, el corte del caucho que contiene cloro puede producir humos tóxicos, que suponen un peligro para el operario y la máquina.

Materiales con soporte adhesivo: El corte de materiales que contengan adhesivo puede hacer que éste se funda y se adhiera a los componentes de la máquina de corte por láser, provocando daños en la máquina.

¿Cuál es el peligro principal? de la máquina de corte por láser?

Daño ocular: La exposición directa o reflejada al haz enfocado de alta intensidad de una cortadora láser puede causar lesiones oculares graves. Una protección ocular adecuada (gafas láser) y el mantenimiento de una distancia de seguridad respecto a la maquinaria son esenciales para evitar lesiones oculares.

Quemaduras y lesiones cutáneas: si el rayo láser entra en contacto directo con la piel, puede quemarla y herirla. Es esencial evitar la exposición a los rayos láser al utilizar la máquina y obedecer el programa de seguridad.

Peligro de incendio: La alta temperatura producida en el proceso de corte por láser puede hacer que se incendie material combustible, especialmente madera y espuma. Una ventilación adecuada, el uso de materiales ignífugos y la supervisión de la máquina en el proceso de funcionamiento pueden ayudar a aliviar este riesgo.

Humos y gases tóxicos: cuando se utiliza una máquina de corte para cortar o grabar algunos materiales (como PVC y fibra de vidrio), puede liberar humos y gases tóxicos. Una ventilación suficiente y el uso adecuado de sistemas de filtración de aire pueden ayudar a controlar y eliminar estos humos, garantizando un entorno de trabajo seguro.

Peligro eléctrico: La máquina de corte por láser necesita mucha electricidad para funcionar, por lo que sigue habiendo riesgos eléctricos potenciales, como descargas eléctricas o daños en la máquina de corte debidos a subidas de tensión. Una conexión a tierra adecuada, evitar las zonas de trabajo húmedas y respetar las directrices de seguridad eléctrica pueden disminuir estos riesgos.

Peligro mecánico: la máquina de corte por láser contiene componentes móviles. Si el dispositivo aprisiona el dedo y otras partes del cuerpo, puede causar accidentes de seguridad. Obedecer los protocolos de seguridad y asegurar los resguardos y enclavamientos de seguridad será beneficioso para disminuir al máximo el riesgo causado por la mecánica.

Para reducir estos riesgos, es necesario obedecer las directrices de seguridad del fabricante, aceptar una formación adecuada sobre el manejo de la máquina y mantener un entorno de trabajo seguro y controlado.

Además, es esencial mantener la máquina de corte por láser y sus piezas para disminuir los riesgos potenciales.

¿Cómo elegir una máquina de corte por láser adecuada a mis necesidades?

Hay que tener en cuenta muchos factores a la hora de elegir una máquina de corte por láser adecuada.

Por ejemplo, los materiales que deben cortarse. El grosor y el tamaño del material, la restricción del presupuesto, así como la precisión de corte requerida.

Debe evaluar diferentes modelos de máquina, potencia de salida y funciones de software para determinar qué máquina se adapta a las necesidades de su proceso.

VI. Conclusión

La máquina de corte por láser utiliza láseres de alta potencia para cortar con precisión y eficacia en muchos campos.

Diversas técnicas de corte, como la llama y la fusión, son cada vez más indispensables para la fabricación y la manufactura modernas.

Las máquinas de corte por láser de ADH ofrecen una precisión y eficacia inigualables en el trabajo del metal, la fabricación de chapas metálicas y diversas aplicaciones de ingeniería mecánica.

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