El corte láser es un proceso que utiliza un láser para cortar distintos materiales, tanto para aplicaciones industriales como más artísticas, como el grabado.
¿Cómo funciona el corte por láser?
El corte por láser utiliza un láser de alta potencia que se dirige a través de una óptica y un control numérico por ordenador (CNC) para dirigir el haz o el material. Normalmente, el proceso utiliza un sistema de control de movimiento para seguir un CNC o código G del patrón que se va a cortar en el material.
El rayo láser enfocado quema, funde, vaporiza o es expulsado por un chorro de gas para dejar un borde con un acabado superficial de alta calidad.
El rayo láser se crea mediante la estimulación de materiales emisores de láser a través de descargas eléctricas o lámparas dentro de un contenedor cerrado. El material emisor de láser se amplifica reflejándose internamente a través de un espejo parcial hasta que su energía es suficiente para que salga como un chorro de luz monocromática coherente.
Esta luz se enfoca en la zona de trabajo mediante espejos o fibras ópticas que dirigen el haz a través de una lente que lo intensifica.
En su punto más estrecho, un rayo láser suele tener un diámetro inferior a 0,32 mm, pero es posible obtener anchuras de corte de hasta 0,10 mm en función del grosor del material.
Cuando el proceso de corte por láser no debe comenzar en el borde del material, se utiliza un proceso de perforación, en el que un láser pulsado de alta potencia hace un agujero en el material, por ejemplo, tardando de 5 a 15 segundos en quemar una chapa de acero inoxidable de 0,5 pulgadas (13 mm) de grosor.
Tipos de corte láser
Este proceso puede dividirse en tres técnicas principales: láser de CO2 (para corte, perforación y grabado), y neodimio (Nd) y neodimio itrio-aluminio-granate (Nd:YAG), que son idénticos en estilo, utilizándose el Nd para perforación de alta energía y baja repetición y el Nd:YAG para perforación y grabado de muy alta potencia.
Todos los tipos de láser pueden utilizarse para soldar.
Los láseres de CO2 implican el paso de una corriente a través de una mezcla de gases (excitación por CC) o, más popular hoy en día, el uso de la nueva técnica de energía por radiofrecuencia (excitación por RF).
El método de RF tiene electrodos externos y, por tanto, evita los problemas relacionados con la erosión del electrodo y el recubrimiento del material del electrodo en cristalería y óptica que pueden producirse con la CC, que utiliza un electrodo dentro de la cavidad.
Otro factor que puede afectar al rendimiento del láser es el tipo de flujo de gas. Las variantes comunes del láser de CO2 incluyen flujo axial rápido, flujo axial lento, flujo transversal y losa.
El flujo axial rápido utiliza una mezcla de dióxido de carbono, helio y nitrógeno que circula a gran velocidad por una turbina o soplante.
Los láseres de flujo transversal utilizan un simple soplador para hacer circular la mezcla de gases a menor velocidad, mientras que los resonadores de losa o de difusión utilizan un campo de gas estático que no requiere presurización ni cristalería.
También se utilizan diferentes técnicas para refrigerar el generador láser y la óptica externa, dependiendo del tamaño y la configuración del sistema. El calor residual puede transferirse directamente al aire, pero normalmente se utiliza un refrigerante.
El agua es un refrigerante de uso frecuente, que a menudo circula a través de un sistema de transferencia de calor o enfriador.
Un ejemplo de procesamiento láser refrigerado por agua es un sistema de microchorro láser, que acopla un haz láser pulsado con un chorro de agua a baja presión para guiar el haz del mismo modo que una fibra óptica.
El agua también ofrece la ventaja de eliminar los residuos y enfriar el material, mientras que otras ventajas sobre el corte láser «en seco» son la alta velocidad de corte, el corte paralelo y el corte omnidireccional.
Los láseres de fibra también están ganando popularidad en la industria del corte de metales. Esta tecnología utiliza un medio de ganancia sólido en lugar de líquido o gas. El láser se amplifica en una fibra de vidrio para producir un tamaño de punto mucho menor que el que se consigue con las técnicas de CO2, lo que lo hace ideal para cortar metales reflectantes.