I. Introducción
La tecnología de corte por láser está diseñada para utilizar rayos láser de alta energía para cortar cualquier material. Esta tecnología dirige el rayo láser mediante sistemas ópticos y de control numérico por ordenador (CNC).
Utiliza un sistema de control de movimiento para rastrear los patrones en los materiales a cortar basándose en CNC o código G. El corte por láser puede lograr un corte de alta precisión y es adecuado para diversos materiales como el aluminio.
El aluminio y los materiales de aleación de aluminio se utilizan ampliamente en múltiples ámbitos como el aeroespacial, la fabricación de automóviles y las comunicaciones electrónicas debido a sus destacadas propiedades como la ligereza, la buena conductividad y la resistencia a la corrosión.
El aluminio cortado por láser puede producir componentes intrincados de aluminio con precisión y eficacia.
Sin embargo, el aluminio tiene una fuerte reflectividad hacia los rayos láser y también tiene una alta conductividad térmica, lo que trae algunos problemas en cierta medida al corte de aluminio.
Por lo tanto, conocer la procesabilidad y las restricciones del corte de aluminio por láser es de vital importancia para la fabricación y producción de aluminio.
Esto puede implicar no sólo la comprensión de las técnicas, sino también el conocimiento de las propiedades de las aleaciones de aluminio, así como la forma de superar los retos durante el corte.
II. El aluminio como material
Propiedades físicas del aluminio
El aluminio es un material que posee muchos tipos de propiedades físicas. Es un metal sólido, no magnético, mate y de color blanco plateado con un ligero tinte azulado.
La superficie del aluminio es muy reflectante y presenta una estructura cúbica centrada en la cara, que es estable antes de fundirse.
La densidad del aluminio es baja, no es tóxico, tiene una alta conductividad térmica y una excelente resistencia a la corrosión, por lo que se puede fabricar y moldear fácilmente.
Además, el aluminio tiene buena ductilidad y plasticidad, por lo que puede rasgarse hasta formar líneas o enrollarse en láminas finas.
Aplicaciones comunes del aluminio en diversas industrias
El aluminio se aplica ampliamente en múltiples ámbitos. Por ejemplo, el aluminio puede utilizarse en el ámbito de la construcción para fabricar marcos de ventanas, muros cortina, cubiertas, revestimientos, elementos estructurales y componentes interiores.
En la industria alimentaria y farmacéutica, se utilizan grandes cantidades de aluminio para envasar alimentos, medicamentos y bebidas porque no afecta al olor de los alimentos y mantiene y repele la humedad.
Por qué el aluminio es una opción popular para los proyectos de corte por láser
La razón por la que se elige el aluminio para los programas de corte por láser es que su estructura molecular blanda y plástica hace que el láser no penetre del todo.
Su elevada conductividad térmica le permite absorber rápidamente la energía del láser, lo que resulta beneficioso para crear cortes limpios sin rebabas, o con un mínimo de rebabas.
A pesar de ello, el corte por láser de aluminio no es fácil, requiere técnicas y equipos especiales para manejar la alta conductividad térmica y reflectividad óptica del material.
Mediante el uso de diferentes niveles de aluminio (como 6061, 5052, 5083 y 7075), la tecnología de corte por láser puede procesarlo eficazmente para satisfacer necesidades específicas.
III. ¿Pueden las cortadoras láser cortar aluminio?
Factores que influyen en la capacidad de cortar aluminio con tecnología láser
Potencia del láser
La potencia del láser es el factor clave para determinar el grosor y la velocidad de corte. Cuanto mayor sea la potencia, mayor será el grosor de corte y más rápida la velocidad de corte.
Sin embargo, una potencia excesiva puede hacer que aumente la zona afectada por el calor, lo que afectaría a la calidad del corte.
Tipo láser
Los láseres de fibra y Nd: YAG son más adecuados para cortar aluminio que los láseres de Co2 porque su longitud de onda es más fácil de absorber.
La calidad del láser de fibra es alta, y la eficiencia del proceso es alta, lo que es una opción ideal para el corte de aluminio.
Tipo y grosor del aluminio
El aluminio puro es extremadamente difícil de cortar debido a su alta reflectividad, y la aleación de aluminio tiene mejor capacidad de corte.
Los diferentes componentes químicos y espesores de las aleaciones de aluminio también pueden afectar a las propiedades del corte por láser. Una chapa de aluminio gruesa puede necesitar mayor potencia láser y presión de gas.
El estado superficial del aluminio
La rugosidad, las capas de óxido y los revestimientos de la superficie del aluminio pueden afectar a la absorción y al efecto de corte del rayo láser. Si la superficie no se trata bien, la calidad del lado de corte disminuirá.
Parámetros del proceso de corte
La optimización de los parámetros del proceso, como la velocidad de corte, la presión del gas, la ubicación del punto de enfoque y la altura de la boquilla, son fundamentales para la calidad del corte del aluminio.
Unos parámetros adecuados permiten obtener una mayor eficacia de corte y una mejor calidad de la cara de corte.
Asistente de gas
El nitrógeno de alta pureza es el gas auxiliar habitual para el corte de aluminio, que puede proteger los cortes y eliminar la fusión.
Una presión de gas baja disminuirá la calidad de los cortes, y una presión más alta producirá corrientes parásitas en la superficie del material.
Propiedades de los equipos de corte por láser
Las propiedades del equipo, como la estabilidad del láser, la calidad del haz láser y el sistema de refrigeración, tienen una influencia importante en el efecto de corte.
Los equipos de corte por láser con altas propiedades pueden ofrecer una capacidad de corte más excelente.
Experiencia del operador
La familiaridad del operario con el equipo, su capacidad para ajustar los parámetros del proceso y su comprensión de las características del corte del aluminio influirán en el efecto final del corte.
Limitaciones de espesor para el corte por láser de aluminio
El máquina de corte por láserLa potencia es la clave para determinar el grosor de corte. Cuanto mayor sea la potencia, más gruesa será la chapa de aluminio que se pueda cortar.
La máquina de corte por láser de fibra de 500 W puede cortar chapas de aluminio de hasta 2 mm de grosor.
La máquina de corte por láser de fibra de 1000W puede cortar láminas de aluminio de hasta 3 mm de grosor.
La máquina de corte por láser de fibra de 2000W puede cortar láminas de aluminio de hasta 5 mm de grosor.
La máquina de corte por láser de fibra de 3000W puede cortar láminas de aluminio de hasta 8 mm de grosor.
La máquina de corte por láser de fibra de 6000W puede cortar láminas de aluminio de hasta 16 mm de grosor.
La máquina de corte por láser CO2 con una potencia de 5,7 KW puede cortar aluminio puro industrial con un grosor máximo de 12,7 mm, y la velocidad de corte puede alcanzar los 80 cm/min.
En general, el grosor máximo de la máquina de corte por láser que corta la chapa de aluminio oscila entre 10-20 mm.
La chapa de aluminio de más de 20 mm de espesor se recomienda utilizar otros métodos de corte.
El tipo de chapa de aluminio también afecta a las propiedades de corte. El aluminio puro es más difícil de cortar que la aleación de aluminio.
La rugosidad de la superficie de corte de la aleación de aluminio con alto contenido de elementos de aleación es pequeña.
Tipos de láser adecuados para cortar aluminio
Láser de fibra
El láser de fibra es uno de los más adecuados para cortar láminas de aluminio. Su longitud de onda es de 1,064 micras, y es más fácil de absorber por el material de aluminio que los láseres de CO2.
La densidad de la potencia del láser de fibra es alta, y el tamaño del punto es pequeño, la calidad del haz láser es buena, lo que puede cortar rápidamente la intrincada estructura de aluminio rápidamente. La vida útil de los láseres de fibra es larga y los costes de mantenimiento son bajos.
Láser de cristal
Los láseres de cristal como Nd: YAG y Nd: YVO4 también son adecuados para cortar láminas de aluminio. Son similares a los láseres de fibra y su longitud de onda es de 1,064 micras.
La potencia de los láseres de cristal es alta, lo que permite cortar metales y materiales no metálicos. Sin embargo, los diodos de bombeo de los láseres de cristal son caros y tienen una vida útil más corta que los láseres de fibra.
Láser de CO2
Un láser de CO2 también es una opción adecuada para cortar láminas de aluminio más gruesas. Su longitud de onda es de 10,6 micras, la potencia de salida es mayor, lo que es adecuado para cortar grandes áreas de materiales gruesos. Por ejemplo, los láseres de CO2 de 6000W pueden cortar láminas de aluminio de 16 mm de grosor. Sin embargo, la reflectividad del láser de Co2 es alta al cortar las planchas de aluminio. Es necesario instalar un dispositivo de "absorción de reflexión" en el sistema para evitar que se estropeen los componentes ópticos.
Láser de excímero
El láser excimer emite luz ultravioleta, y la longitud de onda es corta, por lo que puede utilizarse para cortar materiales de alta tasa de reflexión como aluminio, cobre, etc.
Su zona afectada por el calor es pequeña y la precisión de fabricación es alta. Sin embargo, la producción del láser excimer es cara, el gas debe sustituirse con frecuencia y el coste de funcionamiento es relativamente alto.
IV. Ventajas del corte por láser de aluminio
Precisión y exactitud en el corte
El corte por láser puede alcanzar una precisión extremadamente alta, que es una de sus mayores ventajas. La precisión de posicionamiento de las modernas máquinas de corte por láser puede ser de hasta 0,02 mm, y la anchura de corte es inferior a 0,2 mm. Esta alta precisión hace que el corte por láser sea capaz de producir formas complejas, y tamaños precisos de piezas de aluminio, que pueden satisfacer las altas exigencias en la industria aeroespacial, electrónica, y otras industrias.
Además, el corte por láser puede realizarse repetidamente, lo que permite cortar la pieza de trabajo de la misma manera, mejorando aún más su precisión y exactitud.
Bordes limpios y desperdicio mínimo de material
Cuando el láser corta el aluminio, el material fundido es soplado por el flujo de aire a alta velocidad, y los cortes son planos y lisos, rara vez generan rebabas, y no necesitan un segundo procesamiento como el rectificado y otros procesos. La hendidura es estrecha, la zona afectada por el calor es pequeña y la tasa de utilización del material es alta. En comparación con el corte mecánico tradicional, el corte por láser puede reducir en gran medida el desperdicio de material, ahorrando costes.
Versatilidad en la creación de diseños intrincados
El corte por láser se caracteriza por la fabricación sin contacto, y el cabezal láser puede moverse con flexibilidad y cortar cualquier patrón complejo.
Mediante el control de programación, las máquinas de corte por láser pueden cortar diversas formas de piezas de trabajo de forma rápida y constante, como piezas decorativas de aluminio en automóviles y productos electrónicos, etc., ofreciendo una amplia libertad de diseño. La flexibilidad del corte por láser también hace que se convierta en la opción ideal para realizar proyectos personalizados.
V. Limitaciones del corte por láser de aluminio
Zonas afectadas por el calor y distorsión potencial
La zona afectada por el calor se genera alrededor de los cortes cuando se corta con láser. El material sufrirá cambios en su estructura organizativa y propiedades en esta zona.
El aluminio tiene una buena conductividad térmica, y la zona afectada por el calor es relativamente grande, especialmente cuando se cortan chapas gruesas.
Un aporte de calor excesivo puede provocar la deformación del aluminio, afectando a la precisión del componente. Por lo tanto, es necesario controlar razonablemente la potencia del láser y la velocidad de corte, disminuyendo la influencia de la zona afectada por el calor.
Problemas de calidad de la superficie
Aunque el aluminio cortado por láser puede adquirir cortes relativamente lisos, siguen existiendo algunos problemas de superficie en algunas circunstancias.
La superficie cortada puede presentar defectos como estrías, rugosidad y adherencia de escoria, especialmente al cortar placas de aluminio gruesas o aleaciones de aluminio muy reflectantes.
Estos defectos afectarán al aspecto de los componentes y a las propiedades de uso. Es necesario optimizar los parámetros del proceso de corte. Y los cortes deben tratarse como pulido, desbarbado, etc.
Limitaciones de grosor para un corte eficaz
El corte por láser puede tener limitaciones en el espesor del aluminio hasta cierto punto. En términos generales, una máquina de corte por láser de alta potencia puede cortar una lámina de aluminio de más de 10 mm de grosor, pero la eficiencia y la calidad del corte disminuirán.
Las chapas de aluminio de más de 20 mm de grosor son difíciles de obtener una calidad de corte satisfactoria mediante láser y probablemente necesiten otros métodos de corte. Además, el tipo de aluminio también afecta al grosor del corte.
El aluminio puro tiene una alta reflectividad, lo que dificulta su corte, y el aluminio con alto contenido en silicio limita el grosor que puede cortarse debido a su bajo punto de fusión.
VI. Aplicaciones del aluminio cortado por láser
Ejemplos de industrias que utilizan piezas de aluminio cortadas por láser
La aplicación del aluminio cortado por láser está muy extendida en diversos sectores, como el aeroespacial, la fabricación de automóviles, los equipos electrónicos, la señalización y la construcción.
Esta tecnología ofrece un método preciso y muy eficaz para cortar el aluminio, garantizando la calidad y consistencia del corte.
Posibilidades creativas de diseño con productos de aluminio cortados con láser
La posibilidad de diseño creativo del aluminio cortado por láser es grande. La tecnología de corte por láser hace que el ámbito de la fabricación de metal presente un diseño complejo y artístico.
Además, la elección de las opciones de tratamiento de la superficie de corte por láser decorar la hoja de metal es múltiple, lo que permite a los diseñadores y arquitectos para lograr sus diseños creativos, también estos diseños tienen persistencia.
Esto demuestra que el corte por láser no sólo se limita a la producción de componentes funcionales, sino que también crea obras de arte con valor estético.
Ventajas medioambientales del corte de aluminio por láser
Las ventajas del aluminio cortado por láser residen en que no implica combustión ni proceso químico, lo que aparentemente disminuye la emisión de contaminantes nocivos.
En comparación con las máquinas de corte tradicionales, las modernas máquina de corte por láser usos menos electricidad, lo que reduce el consumo de energía.
Además, el corte por láser no generará costes medioambientales adicionales ni problemas relacionados con el proceso de grabado químico.
Estas características hacen que el corte por láser se convierta en un método de procesamiento de metales respetuoso con el medio ambiente.
VII. Conclusión
En pocas palabras, nuestro pasaje habla sobre el significado del procesamiento de láminas de aluminio, los factores que afectan las propiedades de corte láser de las placas de aluminio, las características y esferas de aplicación de los diferentes tipos de láser de corte de aluminio, etc.
ADH Machine Tool es un fabricante profesional de máquinas de corte láser de procesamiento, que puede ayudarle a mejorar la eficiencia de producción, optimizar el diseño y mejorar la calidad del producto de aluminio. Usted puede visite nuestro sitio web oficial para más detalles o consulte a nuestros vendedores.
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