¿Qué es el corte por láser? Una guía en profundidad

En los últimos años, casi 70% de los fabricantes han utilizado el corte por láser para una producción precisa y eficaz. Las máquinas de corte industrial utilizan un rayo láser concentrado para grabar materiales con precisión. Sectores como la automoción, el aeroespacial y la moda lo necesitan. Debido a su precisión, el láser es ideal para la fabricación a gran escala y el diseño personalizado, incluyendo, entre otros, el moderno diseño de puertas cortadas por láser y las barandillas de balcones cortadas por láser.
Mientras tanto, este artículo cubrirá una visión básica de lo que es el corte por láser, cómo funciona, su historia, materiales utilizados, aplicaciones, ventajas y desventajas.

¿Qué es el corte por láser?

El corte por láser es un proceso de fabricación preciso en el que un rayo láser de alta potencia se dirige a través de una óptica para cortar, grabar o grabar materiales con tolerancias dentro de las micras.

Tipos de máquinas de corte por láser CNC

• Máquinas de corte por láser de CO2.
• Máquinas de corte por láser de fibra.
• Máquinas de corte por láser Nd (granate de aluminio e itrio dopado con neodimio).
• Máquinas de corte por láser UV.
• Máquinas de corte por láser verde.
• Mini máquinas de corte por láser.

Componentes clave

Las máquinas de corte por láser de metal tienen una fuente láser, una bancada de corte y un sistema de movimiento controlado por CNC. La fuente láser genera un haz de alta energía para cortar. La bancada de corte es donde se coloca el material para moverlo a lo largo de los ejes y colocarlo bajo el láser. La óptica, que incluye lentes y espejos, dirige el haz láser sobre el material. El nitrógeno o el oxígeno pueden mejorar la eficacia del corte a la vez que expulsan el material fundido o evitan la oxidación. Un sistema de control gestiona las operaciones de la máquina y traduce los archivos de diseño en trayectorias de corte.

¿Cómo funciona el corte por láser?

Pasos básicos del proceso

1. Generación del haz láser mediante bombeo eléctrico/óptico.
2. Entrega del haz mediante componentes ópticos (espejos/fibras ópticas).
3. Enfocar el haz a un punto preciso de la superficie del material.
4. Iniciar el corte mientras se perfora el material.
5. Desplazamiento del haz a lo largo de la trayectoria de corte.
6. Ajuste la velocidad y la potencia de corte al grosor del material.
7. Eliminación del material fundido (kerf) mediante gas de asistencia.
8. Supervisión de la calidad del corte con una máquina de corte por láser de metal CNC.

Sistemas de control

Los sistemas CNC guían el láser de corte con precisión en geometrías complejas y aplicaciones de alta tolerancia. Convierten los modelos CAD en instrucciones de máquina y controlan el movimiento del láser a lo largo de los ejes X, Y y Z. El CNC también ajusta la potencia del haz, la altura de enfoque y la presión del gas para obtener las condiciones de corte ideales. Por ejemplo, en una máquina láser de corte de metal, el Mecanizado CNC compensa las variaciones de grosor del material para reducir el riesgo de defectos.

Historia del corte por láser

La primera máquina láser de producción perforó orificios para troqueles de diamante en 1965. El Centro de Investigación de Ingeniería de Western Electric fabricó este equipo. Después, los británicos inventaron el corte de metales por chorro de oxígeno asistido por láser en 1967. A principios de los 70, la técnica de corte se desarrolló para el titanio en aplicaciones aeroespaciales. Por otro lado, los láseres de CO2 también se utilizaban para cortar tejidos, ya que eran demasiado débiles para superar la conductividad térmica de los metales.

Materiales utilizados en el corte por láser

Metales

El corte por láser se utiliza para acero, aluminio, latón y cobre. Las piezas de latón cortadas por láser son habituales en industrias que necesitan diseños precisos y delicados. La reflectividad de los metales en la máquina de grabado láser oro plata y los procesos de corte requieren ajustes especiales del láser para evitar daños por reflexión del haz.

Acrílico

El acrílico es el material preferido para el corte por láser debido a sus bordes limpios y pulidos. Una máquina láser especializada en acrílico ayuda a evitar el sobrecalentamiento y garantiza cortes suaves. La máquina láser para cortar acrílico debe tener una ventilación adecuada para los humos, que podrían ser tóxicos si no se controlan.

Madera

La madera es polivalente para el corte por láser y ofrece cortes nítidos con quemaduras insignificantes. Sin embargo, la densidad de la madera y el contenido de resina pueden afectar a la calidad. Las distintas maderas, incluidos el MDF y el contrachapado, se comportan de forma diferente bajo el láser y necesitan ajustes en la potencia para evitar quemaduras.

Plásticos

El ABS, el policarbonato y el polietileno responden bien al corte, pero presentan dificultades. Algunos emiten humos nocivos cuando se cortan. Se requiere una selección vigilante del tipo de láser y de los sistemas de ventilación. Las láminas finas de plástico pueden fundirse o deformarse si no se cortan con una potencia de láser precisa y medida.

Compuestos

Los polímeros reforzados con fibra de carbono pueden suponer un reto debido a su estructura en capas. El láser debe ser lo suficientemente potente como para cortar a través de múltiples capas con calidad de borde. Controlar las zonas afectadas por el calor ayuda a inhibir la delaminación o el deterioro del material compuesto.

Aplicaciones del corte por láser

Fabricación de precisión

El corte por láser puede ofrecer una fabricación de precisión con chapas de hierro. Una máquina láser para chapas de hierro puede realizar diseños con una ligera distorsión térmica. Se adapta a los sectores aeroespacial y automovilístico.

Diseños acrílicos personalizados

Cuando se trabaja con acrílico, el corte por láser ofrece detalles incomparables. Por ejemplo, las planchas de acrílico para cortar permiten obtener bordes pulidos e inmaculados sin necesidad de un procesamiento secundario. Ayuda a crear señalización personalizada, expositores y sofisticadas piezas de arte.

Procesado eficiente de tubos

Una máquina láser para tubos es indispensable para materiales tubulares. Corta orificios complejos y ranuras en superficies cilíndricas. Puede beneficiar a los sectores de la construcción y la maquinaria pesada.

Poda industrial de árboles

Las máquinas de corte por láser de árboles se centran en los materiales orgánicos de la silvicultura industrial. Procesan con precisión los troncos de los árboles para conseguir cortes eficaces y fiables que disminuyan el excedente de material. La tecnología también puede aplicarse en la carpintería y la fabricación de muebles.

Corte versátil de tubos

Una máquina de corte de tubos por láser ayuda a cortar formas de tubos, incluyendo redondos, cuadrados y rectangulares. Proporciona una calidad infalible en los cortes para la producción en serie en la fabricación y la arquitectura. Además, el corte de ángulos multifacéticos prescinde de múltiples pasos de procesamiento.

Ventajas y desventajas del corte por láser

El corte por láser es preciso, eficaz y ágil para aplicaciones industriales. Aun así, no está exento de inconvenientes cuando se consideran los precios de las máquinas de corte por láser. En el lado positivo, el corte por láser acrílico puede lograr diseños enrevesados con tolerancias tan ajustadas como ±0,0005 pulgadas para componentes en la fabricación aeroespacial y de dispositivos médicos. Los materiales difíciles, como el acero inoxidable, el aluminio y el titanio, pueden procesarse con una distorsión térmica insignificante gracias al haz láser focalizado. Prescinde de los procesos de acabado secundarios para ahorrar tiempo y costes.

Además, con los ajustes adecuados, la misma máquina puede alternar entre las tareas de corte, grabado y taladrado para mayor flexibilidad. Sin embargo, el proceso puede ser lento cuando se cortan materiales más gruesos. La potencia requerida aumenta exponencialmente con el grosor y exige láseres de alta potencia más caros. Además, el cobre o el latón reflectantes pueden dañar la óptica de la máquina, lo que incrementa los costes de mantenimiento y el tiempo de inactividad. Aunque mínima, la zona afectada por el calor puede alterar las propiedades del material en aplicaciones que requieren una integridad rígida del material.

Los precios de las máquinas de corte por láser pueden verse influidos por la potencia de salida, el tamaño de la bancada de la máquina y la manipulación automatizada del material. Por ejemplo, las de gama alta láseres de fibra con potencias de varios kilovatios y automatización pueden alcanzar los $600.000. Los sistemas de menor potencia para la producción a pequeña escala o la creación de prototipos pueden costar alrededor de $20.000. Sin embargo, la inversión preliminar y los costes de funcionamiento pueden resultar prohibitivos para los pequeños fabricantes si se comparan con el corte tradicional por chorro de agua o plasma. Además, la curva de aprendizaje de la optimización de la longitud focal, la duración del pulso y la velocidad de corte puede ser empinada. ¿Busca servicios de corte por láser de calidad? Póngase en contacto con Mecanizado MXY y vea la magia.

Conclusión

Las máquinas de corte por láser son un ejemplo impresionante de cómo la tecnología está impulsando el cambio y beneficiando a diferentes industrias. Las numerosas ventajas de esta innovadora tecnología han revolucionado la industria manufacturera al aumentar la velocidad, la productividad, la facilidad de automatización y la capacidad de fabricar productos altamente personalizados con una precisión sin igual. Los beneficios del corte por láser van más allá del sector manufacturero y tienen un impacto medioambiental excepcional, reduciendo los residuos y el consumo de energía. Se están descubriendo nuevos materiales y no cabe duda de que el futuro es brillante para las máquinas láser. Las industrias que invierten en esta tecnología tienen enormes oportunidades de crecimiento y éxito.