¿Cuáles son los diferentes tipos de máquinas de corte por láser en el mercado?

El corte por láser ha formado parte de las operaciones industriales desde la década de 1960. Con el desarrollo de la tecnología láser, la alta precisión, la alta velocidad y la versatilidad se han convertido en una gran ventaja del proceso de corte por láser, lo que hace que el corte por láser sea cada vez más importante en el campo industrial. Debido a su construcción y propósito únicos, una máquina de corte por láser es extremadamente precisa, especialmente cuando corta diseños delicados y agujeros pequeños. Según el tipo de generador láser, dividimos el máquina de corte por láser en tres tipos: máquina de corte por láser de CO2, máquina de corte por láser de fibray máquina de corte por láser YAG/YVO. En este artículo analizaremos estos tres tipos de máquinas de corte por láser y sus características.

Máquina de corte por láser de CO2

Las máquinas de corte por láser de CO2 se utilizan ampliamente en el corte y grabado de materiales no metálicos. Dependiendo de la potencia del láser, los tipos y grosores de material que pueden cortar las máquinas de corte por láser de CO2 también son diferentes. En este momento, este dispositivo de corte por láser es una opción popular para pequeñas empresas, escuelas, carpinteros y aficionados.

Principio de funcionamiento

Las máquinas de corte por láser de CO2 suelen producir un rayo láser en un tubo de vidrio sellado lleno de gas. Un alto voltaje fluye a través de los tubos y reacciona con las partículas de gas, aumentando su energía para producir luz. Hay espejos en cada extremo del tubo, a través de la refracción de varios espejos, la luz se transmite al cabezal del láser y luego la lente de enfoque instalada en el cabezal del láser hace converger la luz en un punto. Alcanza una temperatura muy alta para que el material se sublime instantáneamente en gas y sea aspirado por el extractor de aire, para lograr el propósito de cortar el material.
El generador láser de CO2 produce luz invisible en el rango infrarrojo lejano del espectro, con una longitud de onda de 9,6 μm a 10,6 μm. La mezcla de gases dentro del tubo suele ser dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno y helio. La capacidad del láser para encenderse y apagarse muy rápidamente con cada pasada del cabezal láser permite a la máquina cortar algunos diseños extremadamente complejos.

¿Qué materiales se pueden procesar?

Dado que la longitud de onda del haz del generador láser de CO2 es de 10,64 um, que es fácilmente absorbida por materiales no metálicos, es famoso por cortar varios materiales no metálicos con precisión y meticulosidad. Los materiales adecuados para el procesamiento con una máquina de corte por láser de CO2 incluyen:

Madera y madera contrachapada: puede cortar madera y madera contrachapada, lo que la hace popular en las industrias de carpintería y artesanía.
Acrílico: proporciona un corte limpio y pulido en láminas acrílicas, a menudo utilizadas para señalización, exhibiciones y aplicaciones artísticas.
Plástico: Puede cortar todo tipo de plásticos, incluidos policarbonato (PC), tereftalato de polietileno (PET), cloruro de polivinilo (PVC), etc., para rotulación, embalaje y fabricación.
Cuero: Permite realizar cortes complejos en cuero para fines artesanales, de moda y de tapicería.
Telas y textiles: se utiliza en la industria textil para cortar patrones y diseños intrincados en telas y otros textiles.
Papel y Cartón: Es ideal para cortes finos en papel y cartón para embalaje, fabricación de tarjetas y otras aplicaciones.
Caucho: Es capaz de cortar materiales de caucho utilizados para juntas, sellos y otros componentes industriales para diversas aplicaciones industriales y de fabricación.
Acero inoxidable y acero al carbono: también puede cortar placas delgadas de acero inoxidable y acero al carbono, pero tiene limitaciones en comparación con las máquinas de corte por láser de fibra y se usa más comúnmente en aplicaciones de corte de metales de baja potencia.

Ventajas

Alta calidad de corte: la máquina de corte por láser de CO2 adopta un método de procesamiento sin contacto, el filo se ve menos afectado por el calor y reduce la deformación de la pieza de trabajo. Especialmente para materiales blandos como cuero y tela, puede evitar el hundimiento que se forma durante el corte y generalmente no requiere un procesamiento secundario.
Alta flexibilidad de corte: el procesamiento láser es flexible y puede procesar cualquier patrón.
Velocidad de corte rápida: la velocidad de corte puede alcanzar los 10 m/min y la velocidad máxima de posicionamiento puede alcanzar los 70 m/min.
Alta precisión de corte: precisión de posicionamiento de 0,05 mm, precisión de posicionamiento repetido de 0,02 mm.
Precio económico de la máquina: las máquinas de corte por láser de CO2 pequeñas generalmente solo cuestan 3000 dólares estadounidenses, y las máquinas de corte por láser de CO2 a gran escala solo cuestan 5000 dólares estadounidenses. Este es un presupuesto asequible para una pequeña empresa.

Las máquinas de corte por láser de CO2 son ideales para grabar y cortar materiales no metálicos, lo que puede brindar mejores resultados en los bordes que el corte mecánico. Especialmente en las pequeñas empresas, invertir en una máquina de corte por láser de CO2 no requiere un costo excesivo, pero también puede mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costos de mano de obra para la empresa.

Desventajas

Alto costo de mantenimiento: la lente de la máquina de corte por láser de CO2 necesita mantenimiento y reemplazo regulares.
Baja eficiencia de conversión fotoeléctrica: la tasa de conversión electroóptica de los generadores láser de CO2 es solo de aproximadamente 10%.
Corte limitado de materiales metálicos: Afectado por la longitud de onda del rayo láser, el corte por láser de CO2 de acero inoxidable y acero al carbono tiene baja eficiencia y mala calidad, y solo puede usarse para productos que no requieren alta velocidad de corte y calidad de corte. Además del acero inoxidable y el acero al carbono, las máquinas de corte por láser de CO2 no pueden procesar otros tipos de materiales metálicos.

Aunque las máquinas de corte por láser de CO2 tienen algunas desventajas, el generador de láser de CO2 sigue siendo una opción rentable en comparación con el corte mecánico de materiales no metálicos.

Máquina de corte por láser de fibra

La máquina de corte por láser de fibra es el tipo más nuevo de equipo de corte por láser en el campo industrial y ofrece una velocidad y precisión sin precedentes para la industria de fabricación de metales. La máquina cortadora por láser de fibra puede realizar tanto corte plano como oblicuo y es adecuada para el procesamiento de alta precisión de láminas de metal. Actualmente, la tecnología de corte por láser de fibra se utiliza ampliamente en una variedad de aplicaciones de infraestructura y fabricación.

Principio de funcionamiento

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 generador de 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. Por lo general, 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 asistido 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?

Las máquinas de corte por láser de fibra son conocidas por su alta eficiencia y versatilidad, especialmente en el corte de diversos materiales metálicos. La alta densidad de potencia de los láseres de fibra puede cortar estos metales con precisión y rapidez:

Acero inoxidable: los generadores láser de fibra pueden cortar varios grados de acero inoxidable con una excelente calidad de borde y una distorsión térmica mínima, comúnmente utilizados en las industrias automotriz, aeroespacial y de la construcción.
Acero dulce: Los generadores de láser de fibra son ideales para cortar láminas y placas de acero dulce de varios espesores, comúnmente utilizados en diversas aplicaciones estructurales y fabricación general.
Aluminio: los generadores de láser de fibra son ideales 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: Los generadores láser de fibra son capaces de cortar diversas aleaciones metálicas utilizadas en aplicaciones especializadas, ampliando su aplicación en diversas industrias.

Ventajas

Bajo costo de mantenimiento: los generadores de láser de fibra generalmente no requieren mantenimiento y tienen una larga vida útil, al menos 25,000 horas. Por lo tanto, el ciclo de vida de los generadores de láser de fibra es mucho más largo que los otros dos tipos.
Fuerte capacidad de conversión fotoeléctrica: la tasa de conversión eléctrica a óptica de los generadores de láser de fibra puede alcanzar hasta 50%, que es más de tres veces la de los generadores de láser de CO2 y consume menos energía con la misma potencia.
Alta eficiencia de corte: el generador de láser de fibra se ve menos afectado por el medio ambiente, puede lograr una alta producción de energía en poco tiempo y la velocidad de corte es rápida. No se requieren herramientas para sujetar la lámina de metal durante el corte de láminas, lo que aumenta la eficiencia de corte al reducir la configuración y el tiempo de inactividad.
Alta calidad de corte: se adopta el corte sin contacto, el área afectada por el calor de la costura de corte es pequeña, la costura de corte está entre 0,1 y 0,2 mm, la sección de metal después del corte no tiene rebabas ni fenómenos de escoria, y generalmente no necesita procesamiento secundario.

Las máquinas de corte por láser de fibra ofrecen un rendimiento inigualable en la fabricación de metales, cortando con precisión y exactitud para lograr los mejores resultados. El corte por láser de fibra puede lograr resultados de alta calidad con velocidades más rápidas y menor consumo de material que otros tipos de corte por láser.

Desventajas

Debido al complejo funcionamiento y la amplia gama de usos de las máquinas de corte por láser de fibra, su precio es muy elevado.
Las máquinas de corte por láser de fibra con menor potencia tendrán una calidad de corte limitada al procesar metales más gruesos.
El costo de compra inicial de los componentes de la máquina de corte por láser de fibra es relativamente alto.

A pesar de esta y algunas otras desventajas, el corte por láser de fibra aún presenta mayores ventajas. En los últimos años, con el desarrollo de la tecnología láser y la aparición de generadores láser de alta potencia, el precio de las máquinas de corte por láser de fibra ha comenzado a bajar.

Máquina de corte por láser Nd:YAG/Nd:YVO

Un láser Nd:YAG utiliza cristal de granate de itrio y aluminio dopado con neodimio (Nd) (Y3Al5O12). Los láseres Nd:YVO utilizan cristales de vanadato dopados con neodimio (YVO4) y funcionan de la misma manera que los láseres Nd:YAG. Los láseres Nd:YVO tienen una estabilidad de potencia mejorada en comparación con los láseres Nd:YAG y no generan tanto calor durante el corte.

Principio de funcionamiento

Similar a los láseres de CO2, el cristal se coloca entre dos espejos, uno completamente reflectante y otro semirreflectante. La fuente de fotones de bombeo es un tubo de flash de xenón/criptón o una serie de diodos láser. En el caso de los cristales de Nd:YAG/YVO, la fuente de bombeo suministra fotones que elevan el nivel de energía de los iones de neodimio. Una vez que se genera un haz de luz coherente de alta intensidad con una frecuencia de 1064 nm, se dirige al cabezal de corte usando espejos y finalmente se enfoca a un punto usando una lente en el cabezal de corte.

¿Qué materiales se pueden procesar?

Las máquinas de corte por láser YAG/YVO son menos comunes en estos días debido al aumento de generadores de láser de fibra más eficientes, pero aún tienen aplicaciones específicas para cortar ciertos materiales metálicos. Los materiales que se pueden cortar con una máquina de corte por láser YAG/YVO incluyen:

Acero inoxidable: Puede cortar acero inoxidable con resultados aceptables, pero los generadores de láser de fibra suelen ser más efectivos para este material.
Acero dulce: los generadores láser YAG/YVO pueden cortar acero dulce, especialmente donde los generadores láser de fibra no están disponibles o no son prácticos.
Aluminio: puede cortar aluminio, pero generalmente es menos eficiente y corta más lentamente que un generador de láser de fibra.
Cobre: Corta cobre, especialmente láminas más delgadas, y se utiliza principalmente para componentes eléctricos, plomería y aplicaciones artísticas.
Latón: puede cortar placas de latón, pero al igual que el cobre, es mejor para cortar materiales más delgados, a menudo utilizados con fines decorativos y componentes eléctricos.
Ciertas Aleaciones: También puede tratar ciertas aleaciones metálicas, dependiendo de su composición y espesor.

Ventajas

Alta precisión de corte: La precisión del corte por láser YAG/YVO permite el microcorte de piezas tan pequeñas como 1 mm² con tolerancias de hasta +/- 20 micras.
En comparación con los generadores láser de fibra, los generadores láser Nd: YAG/YVO tienen una mejor calidad del haz y una mayor densidad de potencia.

El corte por láser YAG/YVO reduce en gran medida los costos de producción y mejora significativamente los resultados de calidad en comparación con técnicas tradicionales como el corte con alambre y el chorro de agua. La unidad se puede implementar fácilmente con CAD/CAM integrado y se pueden importar archivos en formato gráfico para una operación más conveniente.

Desventajas

Altos costos operativos: los generadores láser YAG/YVO requieren un mantenimiento regular y costoso y altos costos operativos.
Eficiencia energética deficiente: los generadores láser YAG/YVO tienen densidades de potencia más altas que los láseres de fibra, pero la eficiencia energética es de un solo dígito.
Estructura compleja: la fuente de alimentación es voluminosa y requiere un camino óptico para funcionar.

Con el desarrollo y la amplia aplicación de los generadores de láser de fibra, Nd: YAG/YVO ha sido reemplazado gradualmente en el campo del corte de metales.

Resumir

Las máquinas de corte por láser son populares entre los usuarios por su versatilidad. Los diferentes tipos de equipos de corte por láser tienen sus propios campos de aplicación. Elegir la máquina adecuada para su taller es clave para aumentar la productividad. Este artículo presenta tres tipos de máquinas de corte por láser, explica cómo funcionan y analiza sus ventajas y desventajas y los materiales que pueden procesar. Espero que esta información pueda proporcionarle una referencia cuando compre una máquina de corte por láser.
Para obtener más información sobre las máquinas de corte por láser, puede contactarnos en cualquier momento. Los ingenieros de AccTek Laser brindarán soluciones perfectas de acuerdo con su aplicación específica y le brindarán información detallada sobre precios.

Equipo láser

Información del contacto

Obtenga soluciones láser