¿Cuáles son los tres tipos principales de corte por láser?

Hoy en día, el proceso más común en la industria de la chapa es el corte por láser. Una máquina de corte por láser es un tipo de máquina que crea y diseña patrones con potentes rayos láser, combustión o vaporización de ciertos materiales. Utiliza un rayo láser para hacer piezas de trabajo de corte de alta precisión, con las ventajas de una velocidad de corte rápida, alta calidad de corte y alta eficiencia de corte. Según su tipo principal, las máquinas de corte por láser se pueden dividir en Máquinas de corte por láser de CO2, máquinas de corte por láser de fibra y máquinas de corte por láser sólido ND: YAG.
En este artículo, analizaremos los tipos y las tecnologías complejas de las tres máquinas de corte por láser para ayudar a los lectores a comprender mejor el desarrollo y la aplicación de la tecnología de corte por láser.

¿Qué es el corte por láser?

Antes de distinguir el tipo de generador láser, lo mejor es entender qué es el corte por láser. El corte por láser es un proceso que utiliza rayos láser de alta energía para cortar y tallar. El principio del corte por láser es procesar la superficie de la pieza de trabajo utilizando un rayo láser de alta energía generado por el generador láser, y el sistema óptico enfoca el rayo láser para convertirlo en un punto de luz muy pequeño. Cuando el rayo láser se irradia sobre la pieza de trabajo, el material absorbe la energía de la luz y la convierte en energía térmica. La energía térmica permite que el material caliente el material para alcanzar el punto de fusión e incluso la temperatura de vaporización. Al controlar la distancia focal y la potencia del rayo láser, el material se puede derretir, vaporizar o quemar.
La tecnología láser puede realizar diversas actividades, incluido el corte, la perforación y el grabado, según la intensidad del láser, el componente principal del rayo láser y el material que actúa sobre el rayo láser. Al mismo tiempo, el corte por láser también puede lograr un control dinámico. de trayectorias de corte por rayo láser. Mediante el uso de tecnología de diseño asistido por computadora (CAD) y CNC (CNC), la ruta de corte requerida se puede convertir en instrucciones para sistemas de corte por láser para lograr un proceso de corte de alta precisión y alta velocidad.

Tipo de máquina de corte por láser

Hay tres tipos de máquinas de corte por láser: máquina de corte por láser de CO2, máquina de corte por láser de fibra, y máquina de corte por láser sólido ND: YAG. La mayoría de los métodos de generación de rayos láser se basan en los mismos conceptos físicos básicos, pero la realización física varía de la tecnología láser. Cada generador láser puede proporcionar longitudes de onda continuas y puede usarse para múltiples propósitos. Aunque los metales son más comunes en aplicaciones industriales, la madera y el plástico también se pueden cortar con cortadoras láser. Los tipos de estas diferentes máquinas de corte por láser se describirán a continuación.

máquina de corte por láser de CO2

La máquina de corte por láser de CO2 es uno de los equipos de corte por láser más comunes y antiguos. Utiliza gas CO2 como medio de activación y genera un rayo láser de CO2 a través del generador láser. Las principales características de la máquina de corte por láser de CO2 incluyen lo siguiente:

Longitud del pavimentado: la longitud de onda del láser de la máquina de corte por láser de CO2 es de aproximadamente 10,6 micrones, que tiene una alta tasa de absorción para la mayoría de los materiales no metálicos, por lo que es adecuada para cortar madera, plástico, caucho, papel y otros materiales.
Velocidad de corte rápida: la velocidad de corte de la máquina de corte por láser de CO2 en materiales no metálicos es muy rápida, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia de la producción.
Grosor del subcorte: debido a la baja tasa de absorción del láser de CO2 en materiales metálicos, la máquina de corte por láser de CO2 tiene un grosor de corte limitado para materiales metálicos y, por lo general, es adecuada para placas de metal más delgadas.
Los bordes de corte son suaves: el área de corte de la máquina de corte por láser de CO2 es grande, por lo que los bordes de corte son relativamente suaves y no necesitan un procesamiento posterior adicional.

Máquina de corte por láser de fibra

La máquina de corte por láser de fibra ha sido un equipo de corte por láser de rápido desarrollo en los últimos años. Utiliza un generador de láser de fibra para transferir el rayo láser al cabezal de corte y luego cortar la pieza de trabajo. Las principales características de las máquinas de corte por láser de fibra óptica incluyen las siguientes:

Longitud de onda corta: la longitud de onda del láser de la máquina de corte por láser de fibra-fibra suele ser de aproximadamente 1 micrón, que tiene una alta tasa de absorción para materiales metálicos, por lo que es adecuada para cortar acero, aleaciones de aluminio, cobre y otros materiales metálicos.
Calidad del haz alto: la máquina de corte por láser de fibra utiliza fibra para transmitir el haz láser, lo que puede mantener la alta calidad del haz láser y hacer que el efecto de corte sea más fino.
Velocidad de corte rápida: la velocidad de corte de la máquina de corte por láser de fibra en materiales metálicos es muy rápida, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia de producción.
Grosor de corte grande: el grosor de corte de la máquina de corte por láser de fibra óptica es relativamente grande y se puede cortar la placa de metal gruesa.
Alta calidad de corte: el área de impacto térmico durante el proceso de corte de la máquina de corte por láser de fibra es pequeña, la calidad de corte es alta y es adecuada para cortes de precisión.

ND: YAG máquina de corte por láser sólido

ND: El generador de láser sólido YAG es un generador de láser común. Adopta un cristal de puerto de aluminio de cricket (YAG) mezclado con ion (ND3+) como medio de activación, que es estimulado por una fuente de bombeo para generar rayos láser. ND: Las características principales del generador de láser sólido YAG incluyen lo siguiente:

Ancho de pulso corto: ND: El generador de láser sólido YAG puede producir un pulso de láser corto, generalmente en nanosegundos. Esto le da ventajas en aplicaciones que requieren un procesamiento de alta velocidad y alta precisión, como el procesamiento fino y el marcado láser.
Ancho estrecho: ND: La longitud de onda del láser del generador láser YAG es relativamente estrecha, normalmente dentro de unos pocos nanómetros. Esto hace que tenga ventajas en algunas aplicaciones para láseres de alta longitud de onda, como la medicina láser y el análisis espectral.
Alta estabilidad: su salida láser puede estabilizarse dentro de un cierto rango de potencia y tiene una atenuación de calidad de haz más baja. Esto hace que funcione bien en aplicaciones con trabajo continuo a largo plazo y frecuencia repetida.
Aplicación multifuncional: el generador de láser sólido ND: YAG puede lograr corte, soldadura, punzonado, marcado y otros procesos de diferentes materiales mediante el ajuste de los parámetros del láser (como el ancho de pulso, la frecuencia, etc.). Es adecuado para el procesamiento de materiales metálicos y no metálicos y puede satisfacer las necesidades de diferentes industrias.

Diferencias entre tres máquinas de corte por láser

Dependiendo de los principios de funcionamiento y áreas de aplicación de las máquinas de corte por láser, existen diferencias significativas entre los tres máquinas de corte por láser. El tipo apropiado depende de los requisitos de corte específicos y las características del material.

longitud de onda

La longitud de onda del láser depende únicamente del material utilizado como medio de ganancia. Para el generador de láser de CO2, las moléculas de gas CO2 generan una longitud de onda de 10.600 nm. Según los elementos utilizados en los generadores de láser de fibra, la longitud de onda puede ser cualquier longitud de onda entre 780 y 2200 nm. ND: La longitud de onda de los generadores láser como YAG es de 1064 nm porque todos usan neodimio como medio de ganancia.

fuerza

La potencia es una diferencia relativamente obvia entre los diferentes tipos de máquinas de corte por láser. El generador de láser de fibra tiene un enfoque más cercano, lo que significa que tiene una mayor densidad de potencia en comparación con los generadores de láser de dióxido de carbono. Para la misma salida de láser, la energía consumida por el generador de láser de fibra óptica es aproximadamente un tercio de la del generador de láser de CO2, por lo que el costo operativo es mucho menor. ND: La densidad de potencia del generador láser YAG es mayor que la del generador láser de fibra, pero la eficiencia energética es pobre. Para la tecnología láser de CO2, la potencia del láser puede variar desde decenas de vatios hasta cientos de vatios. Para la tecnología láser de fibra óptica, la potencia del láser puede soportar hasta decenas de miles de vatios.

Calidad de corte

En comparación con el generador láser de CO2, el generador láser de fibra y ND:YAG puede producir bordes de corte suaves. Sin embargo, normalmente se limitan a materiales más finos. La velocidad de corte y la potencia general del láser también tendrán un impacto significativo en la calidad del corte. Una velocidad de corte excesiva o demasiado lenta provocará una mala calidad del corte. En los últimos años, el rápido desarrollo de la tecnología láser de fibra óptica y la popularidad de los generadores láser de alta potencia han provocado que las máquinas de corte por láser superen el límite de espesor. Con el aumento de la potencia, también aumentaron el espesor de corte y la eficiencia de la máquina de corte por láser. Según las estadísticas, la máquina de corte por láser de 50 KW ha superado el espesor máximo de corte del acero con bajo contenido de carbono y del acero inoxidable a 120 mm y 100 mm, respectivamente.

precio

Aunque la máquina de corte por láser de CO2 es mucho más económica que la máquina de corte por láser de fibra, el costo de compra y mantenimiento del generador de láser de CO2 es más elevado porque el tubo láser debe reemplazarse después de cierto período. ND: La confiabilidad del generador de láser YAG no es tan buena como la del generador de láser de fibra. Tiene que ser caro regularmente, por lo que el costo operativo es mayor.

solicitud

El diseño y la programación del patrón de corte afectan la velocidad de corte. Una ruta de corte eficiente y optimizada minimiza los tiempos de viaje innecesarios y optimiza el proceso de corte para aumentar la velocidad. Las técnicas de programación, como la importación, la exportación y la secuenciación optimizada de rutas ayudan a maximizar la velocidad de corte.

Resumir

El desarrollo continuo y la innovación de la tecnología de corte por láser hacen que el tipo de máquina de corte por láser sea cada vez más diverso. Las máquinas de corte por láser de CO2, las máquinas de corte por láser de fibra óptica y las máquinas de corte por láser ND: YAG son actualmente los tipos principales más utilizados. Cada uno tiene características únicas y un alcance de aplicabilidad que puede satisfacer las necesidades de corte de diferentes industrias.
Se espera que este artículo ayude a los lectores a comprender los principales tipos de máquinas de corte por láser y a elegir los dispositivos adecuados para aplicaciones prácticas. Si también desea conocer otros aspectos del corte por láser, incluido el tipo de software que necesita, cómo diseñar el corte por láser y comprender estas máquinas de corte por láser, ¡comunicémonos en profundidad!

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