Corte por láser de fibra versus corte de metales tradicional

Máquina de corte por láser Ha sido parte de operaciones industriales desde la década de 1960. Con el desarrollo de la tecnología láser, la alta precisión, la rápida velocidad y la versatilidad se han convertido en las principales ventajas del proceso de corte por láser, lo que hace que el corte por láser sea cada vez más importante en el campo industrial. Antes de la tecnología de corte por láser de fibra, existían diversos procesos tradicionales de corte de metales, cada uno de los cuales desempeñaba un papel importante en diferentes campos con sus propias características. Entonces, a medida que el desarrollo de la tecnología de corte por láser de fibra madura gradualmente, ¿cómo elegimos el equipo de corte adecuado cuando nos enfrentamos a proyectos de corte de metales? Aquí se presenta la tecnología avanzada de corte por láser de fibra y se compara con los otros tres procesos principales de corte de metales tradicionales. Al comprender las características de estos procesos de corte de metales, podrá elegir la herramienta de corte adecuada para su proyecto.

Comprender la tecnología de corte por láser de fibra

El corte por láser de fibra es una tecnología que utiliza un láser de alta potencia para cortar materiales metálicos con precisión. Ha ganado popularidad debido a su precisión, velocidad y versatilidad. Antes de compararlo con otros procesos tradicionales de corte de metales, primero comprendamos este proceso avanzado. A continuación se presentan algunos aspectos clave que le ayudarán a comprender la tecnología de corte por láser de fibra:

¿Cómo funciona el corte por láser de fibra?

Los generadores de láser de fibra amplifican el haz utilizando fibras de vidrio especialmente diseñadas que recolectan energía de los diodos de bombeo. Cuando este potente láser golpea la superficie de un material, la luz de alta intensidad se absorbe y se convierte en calor, lo que derrite la superficie. Se utiliza un flujo de aire de alta velocidad paralelo al rayo láser para eliminar cualquier material fundido, cortando así la pieza de trabajo.
El primer punto de contacto del rayo láser de fibra con el material debe ser más intenso que las interacciones posteriores porque este primer contacto debe perforar el material en lugar de simplemente cortarlo, lo que requiere el uso de haces pulsados de alta potencia. Normalmente, las máquinas de corte por láser de fibra utilizan tecnología de control numérico por computadora que permite recibir datos de corte desde una estación de trabajo de diseño asistida por computadora. Estas técnicas ayudan a controlar la superficie del material o el propio láser para producir un patrón o diseño específico.

¿Qué materiales se pueden procesar mediante el proceso de corte por láser de fibra?

Máquina de corte por láser de fibra es conocido por su alta eficiencia y versatilidad, especialmente en el corte de diversos materiales metálicos. La alta densidad de potencia de la máquina cortadora por láser de fibra puede cortar estos metales de forma precisa y rápida:

Acero inoxidable: el láser de fibra puede cortar varios grados de acero inoxidable con excelente calidad de borde y mínima distorsión térmica, comúnmente utilizado en las industrias automotriz, aeroespacial y de la construcción.
Acero dulce: el corte por láser de fibra es ideal para láminas y placas de acero dulce de diversos espesores, comúnmente utilizadas en diversas aplicaciones estructurales y fabricación en general.
Aluminio: El proceso de corte por láser de fibra es ideal para cortar láminas y aleaciones de aluminio, que se utilizan a menudo en aplicaciones aeroespaciales y automotrices.
Cobre: El cobre es un metal altamente conductor que se puede cortar eficazmente con un generador láser de fibra, lo que lo hace adecuado para la producción y el procesamiento de componentes eléctricos, tuberías y componentes decorativos.
Latón: los láseres de fibra pueden cortar con precisión el latón, una aleación de metal conocida por sus aplicaciones decorativas.
Acero galvanizado: los generadores de láser de fibra pueden cortar acero galvanizado que se usa comúnmente en la construcción y la fabricación.
Titanio: Los generadores de láser de fibra pueden cortar titanio, un metal liviano pero resistente que se usa en las industrias aeroespacial y médica.
Otras aleaciones metálicas: El proceso de corte por láser de fibra es capaz de cortar diversas aleaciones metálicas utilizadas en aplicaciones especializadas, ampliando su aplicación en diversas industrias.

¿Cuáles son los procesos tradicionales de corte de metales?

Antes de que se utilizara ampliamente la tecnología de corte por láser de fibra, varios procesos tradicionales de corte de metales eran la base de la fabricación. A continuación se presentan tres técnicas tradicionales comunes de corte de metales.

Corte por plasma

El corte por plasma es un proceso de corte térmico que utiliza un arco de plasma para fundir y cortar metal. El proceso implica el uso de un chorro de gas ionizado (plasma) de alta velocidad sobre la pieza de trabajo, creando un arco de corte controlado y enfocado. El sistema de corte por plasma consta de un soplete de corte por plasma equipado con una boquilla a través de la cual se dirige el chorro de plasma. La antorcha también incluye un electrodo y un anillo de vórtice para ayudar a controlar y estabilizar el arco de plasma. El corte por plasma se usa ampliamente para cortar una variedad de materiales conductores, incluidos acero, acero inoxidable, aluminio, cobre y otros metales.

Corte por chorro de agua

El corte por chorro de agua es un proceso de mecanizado que utiliza un chorro de agua a alta presión o una mezcla de agua y material abrasivo para cortar una variedad de materiales. Esta técnica se utiliza a menudo para el corte de precisión de materiales que pueden ser sensibles a las altas temperaturas generadas por otros métodos, como el corte por láser o plasma. Hay dos tipos principales de corte por chorro de agua:

Corte por chorro de agua puro: este método utiliza un chorro de agua concentrado para cortar materiales más blandos como caucho, espuma y ciertos plásticos. El corte por chorro de agua puro es ideal para materiales que no requieren el poder de corte adicional de las partículas abrasivas.
Corte abrasivo por chorro de agua: en este proceso, las partículas abrasivas (generalmente granate) se mezclan con la corriente de agua para aumentar el poder de corte. Esto permite que los chorros de agua abrasivos corten materiales más duros como metal, piedra, cerámica y compuestos. Las partículas abrasivas del chorro de agua sirven para erosionar y cortar el material. En este artículo hablamos de este tipo de corte por chorro de agua abrasivo para corte de metales.

Los componentes básicos de un sistema de corte por chorro de agua incluyen una bomba de alta presión, una boquilla, una cámara de mezcla (para chorros de agua abrasivos) y un sistema CNC (control numérico por computadora). El sistema CNC controla el movimiento de la boquilla de chorro de agua para seguir una trayectoria de corte específica, creando formas precisas e intrincadas.

Corte por llama

El corte con llama, también conocido como oxicorte, es un proceso de corte térmico que utiliza el calor generado por la combustión de gas y oxígeno para cortar metal. Es especialmente adecuado para el corte de metales ferrosos y puede utilizarse manualmente o con un sistema CNC para el corte automático. El proceso de oxicorte incluye los siguientes pasos:

Precalentamiento: El metal se precalienta a una temperatura justo por debajo de su punto de fusión. Esto se hace dirigiendo la llama hacia la superficie del metal. El precalentamiento reduce la cantidad de oxígeno necesaria para el proceso de corte.
Corte: Una vez que el metal está adecuadamente precalentado, se dirige un chorro de oxígeno sobre el metal precalentado. El chorro de oxígeno a alta presión reacciona con el metal formando óxido de hierro o escoria. La reacción exotérmica libera calor adicional, derritiendo el metal. Luego, el metal fundido es expulsado por la fuerza del chorro de oxígeno, creando un corte.

Corte por láser de fibra VS procesos tradicionales de corte de metales

El corte por láser de fibra y los procesos tradicionales de corte de metales, como el corte por plasma, el corte por chorro de agua y los métodos de corte por llama, tienen claras diferencias en términos de costo, eficiencia, precisión y alcance de aplicación. A continuación se muestra una comparación entre el corte por láser de fibra y los procesos tradicionales de corte de metales:

Principio de funcionamiento

Corte por láser de fibra: este proceso implica el uso de un rayo láser de alta potencia generado por una fuente de láser de fibra. El rayo láser se enfoca y dirige sobre el material a cortar, fundiéndolo o vaporizándolo a lo largo de la trayectoria de corte predeterminada.
Corte por plasma: Implica el uso de un chorro de gas ionizado (plasma) de alta velocidad para fundir y eliminar el material. El plasma se genera haciendo pasar un arco eléctrico a través de un gas.
Corte por chorro de agua: El corte por chorro de agua utiliza un chorro de agua a alta presión (a veces mezclada con un material abrasivo como el granate) para cortar materiales. El chorro de agua abrasivo puede atravesar una amplia gama de materiales mediante erosión en lugar de fundirlos.
Corte con llama: utiliza una llama de alta temperatura (normalmente oxicombustible) para calentar el material hasta su punto de ignición. Luego se dirige una corriente de oxígeno al material calentado, lo que hace que se oxide y se elimine como escoria.

Compatibilidad de materiales

Corte por láser de fibra: versátil y adecuado para cortar una amplia gama de materiales, incluidos metales como acero, aluminio, cobre y latón. Es especialmente eficaz para metales de espesor fino a medio.
Corte por plasma: Muy adecuado para una variedad de materiales conductores, incluidos metales ferrosos y no ferrosos. Es particularmente eficaz para cortar materiales gruesos.
Corte por chorro de agua: Versátil y puede cortar una amplia gama de materiales, incluidos metales, plásticos, compuestos, piedra, vidrio y cerámica.
Oxicorte: comúnmente utilizado para cortar metales más gruesos, particularmente acero al carbono. Menos eficaz para cortar metales no ferrosos como aluminio y acero inoxidable.

Capacidad de precisión

Corte por láser de fibra: Ofrece alta precisión y exactitud, especialmente para cortes intrincados y detallados. El rayo láser enfocado permite un control preciso sobre el proceso de corte, lo que permite tolerancias finas y produce bordes suaves.
Corte por plasma: generalmente proporciona buena precisión, pero la calidad del corte puede no ser tan alta como la del corte por láser, particularmente en términos de suavidad y detalle de los bordes.
Corte por chorro de agua: proporciona buena precisión, especialmente para materiales más gruesos, pero la precisión puede verse afectada por factores como el espesor del material y la velocidad de corte.
Corte con llama: Generalmente proporciona menor precisión en comparación con el corte por láser. Ideal para aplicaciones donde la precisión no es un requisito crítico, como en la fabricación de acero estructural.

Capacidad de velocidad

Corte por láser de fibra: generalmente más rápido que muchos métodos tradicionales, especialmente para materiales de espesor fino a medio. Las velocidades de corte por láser están influenciadas por factores como la potencia del láser y el tipo de material.
Corte por plasma: si bien puede ser rápido, especialmente en materiales gruesos, el corte por plasma puede tener limitaciones en términos de velocidad en comparación con el corte por láser.
Corte por chorro de agua: más lento que el corte por láser, especialmente para materiales gruesos. La velocidad de corte puede verse influenciada por factores como el tipo de material y el espesor.
Corte con llama: Más lento en comparación con el corte por láser, especialmente para materiales más gruesos. La velocidad de corte puede variar según el espesor del material.

Capacidad de espesor

Corte por láser de fibra: eficaz tanto para materiales finos como gruesos, pero puede tener limitaciones en secciones extremadamente gruesas.
Corte por plasma: conocido por su capacidad para cortar metales gruesos, lo que lo convierte en la opción preferida para aplicaciones que requieren un alto poder de corte.
Corte por chorro de agua: puede cortar eficazmente metales gruesos, pero las capacidades específicas dependerán de las propiedades del material. Los materiales más gruesos pueden requerir velocidades de corte más lentas para asegurar una penetración adecuada.
Oxicorte: Limitado en términos de materiales y es más efectivo para cortar acero al carbono grueso.

Zona Afectada por el Calor (HAZ)

Corte por láser de fibra: Produce una zona afectada por el calor más pequeña en comparación con los métodos tradicionales, minimizando el riesgo de distorsión o deformación del material.
Corte por plasma: generalmente resulta en una HAZ más grande, lo que puede afectar las propiedades del material, particularmente en secciones más delgadas.
Corte con chorro de agua: Deja un borde liso, pero el corte puede tener una ligera inclinación. El proceso se considera corte en frío, lo que da como resultado zonas mínimas afectadas por el calor.
Corte con llama: Genera una zona afectada por el calor más grande, lo que puede resultar en una distorsión térmica más significativa.

Costos de operacion

Corte por láser de fibra: esto puede tener costos de inversión iniciales más altos, pero generalmente costos operativos más bajos a largo plazo debido a la eficiencia energética y los consumibles mínimos.
Corte por plasma: generalmente tiene costos iniciales más bajos, pero puede generar costos continuos más altos para consumibles como electrodos y gases.
Corte por chorro de agua: Esto puede resultar más costoso en términos de costos operativos, particularmente debido a la bomba de agua a alta presión y al material abrasivo.
Oxicorte: Menor inversión inicial, pero los costos de operación pueden ser mayores debido al consumo de gases combustibles.

Resumir

Como herramienta de corte muy avanzada, las máquinas de corte por láser de fibra se prefieren por su precisión, velocidad y versatilidad en diferentes materiales y espesores, y han comenzado a reemplazar gradualmente los equipos de corte de metales tradicionales en muchos campos. Sin embargo, esto no significa que los procesos de corte tradicionales vayan a perder completamente mercado. Cada método tiene sus propias áreas de ventaja.
El corte por láser de fibra tiende a sobresalir en precisión, velocidad y versatilidad para materiales de espesor fino a medio, el corte por plasma es adecuado para procesar piezas de metal gruesas que no requieren alta precisión, el corte por chorro de agua es adecuado para procesar piezas de trabajo que requieren una zona mínima afectada por el calor. y el corte con llama puede ser más adecuado para secciones de acero al carbono más gruesas. Cuando se utiliza tecnología de corte por láser de fibra, la eficiencia y la precisión suelen ser factores que las empresas valoran. Cuando se utilizan procesos de corte tradicionales, la precisión no es la consideración principal y las consideraciones de costo juegan un papel importante. En última instancia, la elección entre ellos depende de requisitos específicos, del tipo de material y de consideraciones presupuestarias.
En Láser AccTek, ofrecemos a los usuarios diferentes tipos de equipos de corte por láser de fibra, incluidas máquinas de corte por láser de placas de metal, máquinas de corte por láser de tubos y máquinas de corte por láser de placas y tubos, con opciones de potencia de 1 KW a 30 KW. También hay muchos accesorios opcionales para satisfacer las necesidades de corte de diferentes escenarios de aplicación. Para obtener más información sobre las soluciones de corte por láser de fibra, contáctenos hoy.

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