El corte por láser es un fabricación de metales tecnología. Utiliza un rayo láser de alta potencia y muy concentrado para cortar la pieza (material). Las cortadoras láser modernas utilizan tecnología CNC, que aumenta su precisión. Curiosamente, existen diferentes tipos de corte por láser. Cada método difiere de los demás en muchos aspectos.
Algunos de ellos son ideales para cortar metales, mientras que otros son adecuados para metales no metálicos. Además, los métodos de corte por láser difieren en cuanto a su coste y precio. Comprender el corte por láser es esencial, especialmente si se dedica a la fabricación de metales. Este artículo tratará todos los pormenores de estos métodos de corte por láser.
Fundamentos de la tecnología de corte por láser
En un artículo anterior, hablé de la fundamentos de la tecnología de corte por láser y sus principios de funcionamiento. Si eres un novato, te recomiendo encarecidamente que leas ese artículo primero. Le ayudará a comprender mejor los tipos de láser. Hagamos un breve repaso de esta tecnología.
El corte por láser es una tecnología avanzada que utiliza rayos láser de alta energía y muy concentrados. Estos rayos láser se dirigen al punto deseado. Como estos láseres tienen una energía muy alta, pueden fundir fácilmente el metal o el material. De este modo, estos láseres crean cortes eficaces en el material.
Antes, el corte por láser era un proceso más manual. El operario tenía que utilizar el cabezal láser y dirigir el láser hacia los materiales. Sin embargo, las modernas máquinas de corte por láser vienen con sistemas CNC. Estas máquinas utilizan instrucciones informatizadas alimentadas por operadores para cortar los materiales. Su cabezal láser se mueve según la dirección del sistema automatizado.
Gracias a la participación del CNC, el corte por láser se ha convertido en un proceso sin contacto. No es necesario sujetar el cabezal láser ni preocuparse por la alineación de la pieza. Las máquinas láser son tan avanzadas que se encargan de todo. Todo lo que tiene que hacer es dar las instrucciones correctas, informatizadas o codificadas con G. El cabezal láser se moverá y cortará la pieza. El cabezal láser se moverá y cortará el material.
Tipos de corte por láser
Como he mencionado antes, los métodos de corte difieren en muchos aspectos. Entre ellos, su velocidad, coste y compatibilidad con el material, entre otros factores. En la sección siguiente, hablaremos de todos los tipos populares de corte por láser. Así que, ¡a cavar!
1- Corte por láser CO₂
Este método de corte por láser es muy popular entre las pequeñas y medianas empresas. Utiliza una mezcla de diferentes gases para sus operaciones. La mezcla contiene dióxido de carbono (CO₂), nitrógeno y helio. Además, también se utilizan algunos gases auxiliares, como el nitrógeno, para limpiar la zona de corte.
Estos gases de asistencia también eliminan los residuos resultantes del corte. Este método necesita energía eléctrica para su funcionamiento. Esta energía excita la mezcla de gases. Como resultado, se produce un haz láser de alta potencia. Sin embargo, este haz no está muy enfocado ni concentrado. Este láser, cuando se encuentra bajo el cabezal láser, se enfrenta a múltiples espejos y lentes.
Estas lentes hacen que estos láseres estén más enfocados y concentrados. Como resultado, el rayo láser se dirige al punto deseado y funde la superficie del material. La energía de estos haces es tan alta que puede incluso evaporar los materiales. El método de corte por láser de CO₂ es ideal para materiales no metálicos, como madera, cuero, vidrio y plásticos.
Si lo utiliza para cortar metales o materiales reflectantes, su eficacia y eficiencia disminuirán en gran medida. A continuación se muestra una tabla con los pros y los contras del corte por láser de CO₂:
| Pros | Contras |
| Alta precisión, | No para metales gruesos/reflectantes |
| Funciona en muchos no metales. | Más lento en metales |
| Ideal para grabar | Máquina voluminosa |
| Cortes suaves y limpios. | Necesita mantenimiento frecuente |
| Menor coste que los láseres de fibra, | Mayor consumo de energía |
2- Corte por láser de fibra
El corte por láser de fibra es una opción más avanzada y superior que el corte por láser de CO₂. No utiliza una mezcla de diferentes gases para producir láser. En su lugar, consiste en amplificar la luz para crear el láser. En primer lugar, se proporciona energía al material (fibra). Esta adición de energía en las fibras excita los átomos de estos materiales.
Esta excitación de los átomos libera energía en forma de fotones. Curiosamente, estos fotones no están inmóviles, sino que rebotan dentro de las máquinas láser. Su movimiento o la colisión de fotones excita aún más a otros átomos. El resultado es la emisión estimulada de energía. Como las máquinas constan de dos espejos, donde los fotones chocan aleatoriamente.
Se retira parcialmente un espejo y la energía, en forma de rayo láser, sale de la máquina. Este rayo láser se dirige al punto deseado del material. Como este láser tiene una energía muy alta, funde y corta los materiales. A diferencia del corte por láser de CO₂, este método puede cortar fácilmente metales y materiales reflectantes.
El láser tiene una excelente fuerza de corte, lo que le permite cortar materiales robustos. Entre ellos se incluyen el acero inoxidable, el aluminio, el latón y otros. Esta tecnología es especialmente eficaz para componentes de precisión como Patrones SMT. Sin embargo, puede ser ligeramente más lento al cortar metales no metálicos, como madera o vidrio. El coste inicial del corte por láser de fibra es muy elevado, lo que supone un inconveniente. Sin embargo, sigo considerando que este método es más rentable.
A continuación se muestra una tabla con los pros y los contras del corte por láser de fibra:
| Pros | Contras |
| Corte de metal rápido y preciso, | No es bueno para los no metales |
| Puede cortar metales reflectantes. | Mayor coste de la máquina |
| Bajo mantenimiento, | Necesita un operador formado |
| Consume menos electricidad. | La instalación y el aprendizaje llevan tiempo |
| Larga vida útil del láser, | No es ideal para proyectos pequeños o de hobby |
3- Corte por láser de cristales
Este método de corte por láser es más potente pero tiene menos longevidad que el corte por láser de fibra o CO2. Utiliza cristales de estado sólido para generar los rayos láser. Estos cristales comunes incluyen:
- Nd: YVO (ortovanadato de itrio dopado con neodimio)
- Nd: YAG (granate de aluminio e itrio dopado con neodimio)
Esta energía superior se suministra a estos cristales. Como resultado, los átomos dentro de estos cristales absorben la energía. Como resultado, los electrones de estos átomos pasan a un estado de mayor energía. Cuando estos electrones regresan, liberan una gran cantidad de energía en forma de fotones.
Estos fotones chocan con los espejos del interior del tubo láser y rebotan repetidamente. Como resultado, excitan aún más a otros electrones, que liberan energía en forma de fotones. Esta reacción en cadena sigue generando más fotones, lo que da lugar a rayos láser de mayor energía. Este rayo láser se dirige entonces al material, cortándolo.
Curiosamente, este método de corte proporciona un haz de alta intensidad con mayor densidad de potencia. Por lo tanto, puede cortar los materiales más resistentes, como metales y cerámica. Las máquinas de corte por láser de cristal son menos duraderas y tienen una vida útil más corta que los métodos láser de fibra y CO2. A continuación se muestra una tabla con sus principales ventajas e inconvenientes:
| Pros | Contras |
| Corte muy preciso, | Vida útil más corta |
| Corta materiales duros, | Coste elevado |
| Ideal para detalles finos, | Sensible al calor y la humedad |
| Gran potencia en un tamaño reducido, | Configuración compleja |
| Bajo daño térmico en modo pulsado, | Menos eficiente energéticamente |
4- Corte directo por láser de diodo
Este tipo de corte por láser utiliza un diminuto componente conocido como diodo láser. Es un semiconductor y ayuda a producir eficazmente rayos láser de alta potencia. En primer lugar, la corriente fluye hacia estos diodos. Proporciona energía a los átomos de los diodos. Como resultado, los electrones de esos átomos absorben energía y saltan a un estado de mayor energía.
Al volver a un estado energético inferior, liberan energía en forma de fotones. Estos fotones provocan además una emisión de energía estimulada al excitar otros átomos. Como resultado, se producen rayos láser de alta potencia. Curiosamente, los diodos láser utilizados tienen un espejo en uno de sus lados. Esta apertura parcial del espejo permite la salida del láser.
Una vez que los láseres salen, se dirigen al material y lo cortan con eficacia. Este tipo de corte por láser es adecuado para cortar material fino. Sin embargo, no cortará si el material es demasiado grueso o denso. Lo que me gusta de este método de corte es que su consumo de energía es muy bajo. Su uso es habitual en el marcado por láser, la soldadura y el texturizado de superficies.
A continuación se muestra una tabla con los pros y los contras del corte directo por láser de diodo:
| Pros | Contras |
| Alta eficiencia energética, | No es ideal para metales gruesos |
| Compacto y ligero, | Menor potencia de salida |
| Bajo mantenimiento, | Gama de materiales limitada |
| Rápido para materiales finos, | Menor calidad de la viga |
| Menores costes de explotación, | Poca profundidad de corte |
Tipos de corte por láser según el método de corte
En la sección anterior, he hablado de varios tipos de corte por láser. Estos tipos difieren entre sí en cuanto a la fuente láser. Por ejemplo, en el corte por láser de CO2, una mezcla de diferentes gases es la fuente del láser. Del mismo modo, el corte por láser de fibra utiliza fibra óptica como fuente del láser.
Crystals y DDL utilizan cristales de estado sólido y diodos diminutos para generar láseres, respectivamente. ¿Verdad? Sin embargo, algunos tipos de corte por láser se basan en el método utilizado para cortar el material. Por ejemplo, algunos métodos de corte por láser utilizan calor para fundir el material, lo que permite un corte preciso. Por otro lado, otros tipos de láser no funden los materiales.
En su lugar, vaporizan el punto objetivo para cortar el material. Estos métodos de corte por láser utilizan los tipos de láser antes mencionados. A continuación se muestra una tabla con los tipos de corte por láser en función de cómo cortan el material:
| Método de corte por láser | Cómo corta cada método el material o la pieza | Tipos de láser más utilizados |
| Corte por láser de fusión | Funde el material; el metal fundido es expulsado por el gas | Láser de fibra, Láser de CO₂ |
| Corte por láser de vaporización | Vaporiza el material directamente en gas, sin fundirlo | Láser CO₂, Láser Nd:YAG |
| Corte por láser a distancia | Funde material fino utilizando sólo el haz (sin gas auxiliar) | Láser de fibra óptica |
| Corte por láser de oxígeno | Calienta y oxida el material utilizando gas oxígeno | Láser de CO₂, Láser de fibra óptica |
¿Cómo elegir el método de corte por láser adecuado?
Seleccionar el método de corte por láser adecuado puede ser un proceso confuso. Debido a la confusión, puede acabar eligiendo el tipo de láser equivocado. Esto afectará tanto a la calidad de los cortes como al presupuesto de su proyecto. Estos son algunos factores clave a tener en cuenta a la hora de seleccionar un método de corte por láser. Le ayudará a elegir el tipo adecuado para sus necesidades
- Tipo de material: En primer lugar, debe determinar el tipo de material con el que trabaja. Si tiene un material no metálico, le recomiendo que elija un láser de CO₂. Por otro lado, el corte por láser de fibra es más adecuado para metales y materiales muy reflectantes.
- Grosor del material: La eficacia de un método de corte por láser difiere cuando cambia el grosor del material. Debe elegir láseres de cristal o fibra para materiales más pesados y gruesos. Por otro lado, el láser de diodo directo (DDL) es la mejor opción para materiales finos.
- Volumen de producción: Cada método de corte por láser tiene sus propias limitaciones en cuanto al volumen de producción que puede manejar. Le recomiendo que elija un método de corte por láser de fibra si ha establecido un negocio. Este método le permite cortar más piezas en menos tiempo, lo que le permite cumplir incluso los plazos más estrictos.
- Precisión y calidad: Los fabricantes suelen preferir la precisión y la calidad de los cortes durante la fabricación. ¿Verdad? Si ese es su requisito, debería elegir el corte por láser de cristal. Aunque es caro, produciría cortes finos, detallados y suaves debido a su mayor calidad de rayo.
- Presupuesto y rapidez: Considero que el láser de fibra es la mejor opción, ya que su coste es medio y ofrece una velocidad vertiginosa. El corte por láser de CO₂ es menos caro pero más lento, lo que puede afectar a la productividad. El corte por láser de cristal es premium y muy caro, por lo que no lo recomiendo.
Conclusión
Las técnicas de corte por láser desempeñan un papel crucial en la fabricación de metales. El rayo láser de alta potencia puede cortar con facilidad materiales de cualquier resistencia. Sin embargo, los distintos tipos de corte por láser varían en cuanto a su eficacia. Algunos de ellos son adecuados para cortar materiales metálicos.
Por otro lado, algunos métodos de corte por láser destacan al cortar materiales no metálicos. En este artículo, he explicado los cuatro tipos significativos clasificados por su fuente láser. Este artículo también proporciona una visión general de los tipos de láser en función de sus capacidades de corte. Por último, aprenderá qué técnica de corte por láser se adapta mejor a sus necesidades.