Seleccionar el tipo de gas adecuado para el proyecto que completará asegura que esto se haga de manera más eficiente. Por eso, en este post repasaremos los diferentes tipos de gases auxiliares adecuados para este fin y las ventajas y desventajas generales del corte por láser.
¿Qué es el corte por láser?
¿Qué es el corte por láser? Una cortadora láser es una herramienta de creación de prototipos y fabricación utilizada principalmente por ingenieros, diseñadores y artistas para cortar y grabar en material plano. que utiliza "un rayo láser delgado y enfocado para perforar y cortar materiales para cortar patrones y geometrías especificadas por los diseñadores", según Instructables.
Se utiliza principalmente en la fabricación, pero varios campos diferentes están comenzando a utilizarlo. Esto es especialmente cierto cuando considera todos los diferentes materiales para los que se puede usar el corte por láser:
- Metales
- Papel
- Madera
- Cork
- Acrylic
- Foam
- Y mucho más
En general, hay muy poco que una cortadora láser no pueda cortar. Esto incluiría policarbonato, carbono, PVC, PVB y cuero que incluye cromo. Estos materiales podrían derretirse y dañar la propia máquina de corte por láser. Otros pueden liberar químicos dañinos cuando se aplica el láser.
¿Cuáles son los principios básicos del corte por láser?
un cortador láser utiliza la óptica y el control numérico por computadora (CNC) para dirigir un láser de alta potencia para cortar un patrón específico en un material elegido. En lo que respecta a nuestros propósitos, estos materiales de corte son principalmente materiales metálicos.
El rayo láser se crea con descargas eléctricas dentro de un contenedor cerrado. A veces estos utilizan lámparas en lugar de descarga eléctrica. Luego, los materiales dentro del contenedor se amplifican. Esto se hace a través de un espejo parcial, que refleja la energía para acumularla, creando una luz láser.
Luego, el cortador láser enfoca esta luz en la ubicación específica donde se necesita utilizando aún más espejos/fibra óptica. A partir de ahí, la luz o el rayo se pueden usar para quemar o derretir diferentes materiales metálicos. Hace esto con la ayuda de un gas (conocido como gas auxiliar), del cual hablaremos más adelante en un momento.
El láser puede utilizar más o menos potencia y el gas utilizado para ayudar puede tener un caudal mayor o menor. Estas diferentes combinaciones, así como los diferentes tipos de gases, funcionarán para diferentes materiales, incluidos cada uno de los discutidos anteriormente.
Diferentes tipos de máquinas de corte por láser
Existen varias diferentes tipos de cortadoras láser a tener en cuenta cuando busque capacidades de corte de metales. Éstas incluyen:
- neodimio
- Neodimio itrio-aluminio-granate
- Máquinas de corte por láser C02
Cada una de estas máquinas está diseñada para cortar diferentes tipos de productos usando algo de gas. Ya sea que desee cortar acero laminado, aleación de aluminio, acero al carbono, acero inoxidable, placa de alta tensión o cualquier otro tipo de material metálico, una máquina de energía láser está disponible para ayudarlo con este proceso.
Neodimio y neodimio itrio-aluminio-granate
Las máquinas láser de neodimio y las máquinas de neodimio itrio-aluminio-granate (Nd:YAG) son casi idénticas en general. La diferencia es que el neodimio se usa para situaciones en las que se necesita mucha energía para ejecutar mandrinado de baja repetición. Por otro lado, Nd:YAG se utiliza para procesos de perforación o grabado de alta potencia.
CO2
Las máquinas de energía láser CO2 son buenas para cortar, taladrar y grabar. Estas máquinas utilizan un tipo de mezcla de gases o radiofrecuencia por donde pasa una corriente eléctrica. Este proceso crea un pequeño punto que se puede utilizar para un trabajo más preciso.
Cortadora láser de fibra
Los láseres de fibra son una opción que también debe mencionarse aquí. Estos tipos de láseres no utilizan un gas auxiliar u otro gas inerte. En su lugar, los láseres de fibra utilizan lo que se denomina un "medio de ganancia sólido". Estos son un beneficio para aquellos que quieren el punto más pequeño posible porque crean un haz que es incluso más pequeño que el del C02.
Máquinas láser de energía hidráulica
Además, es importante mencionar el microjet láser, que en realidad utiliza un corte "húmedo" en lugar de "seco". Utiliza la combinación de un pulso de rayo láser con un chorro de agua a baja presión que realmente guía el rayo (en lugar de un chorro de gas). Este es un beneficio en situaciones en las que desea una alta velocidad de corte en cubitos, un corte omnidireccional o un corte paralelo. Además, enfría el material mientras lo corta.
¿Qué es el Gas Auxiliar?
¿Qué es el gas auxiliar? Según Law Insider, es “una sustancia quemada en un incinerador para suministrar calor adicional para alcanzar una temperatura suficientemente alta para secar y encender el material de desecho y para mantener la ignición de los materiales de desecho pero que nunca está en contacto con el material de desecho”.
Otra definición, también de Law Insider, es “gas natural, propano, butano, fuel oil destilado u otro combustible libre de compuestos tóxicos y que no contenga más del 0.5 % de partículas incombustibles”.
Cuando hablamos de corte por láser, estos gases auxiliares son principalmente oxígeno, nitrógeno, aire y argón, cada uno de los cuales se utiliza de diferentes maneras para cortar diferentes tipos de materiales.
Beneficios del Gas Auxiliar en Corte por Láser
- Saque la escoria del camino de la ranura coaxial.
- Reducir la zona afectada por el calor del objeto.
- Evite la contaminación y el sobrecalentamiento de la lente protectora.
- Proteja el material base (dependiendo de su gas auxiliar).
- Mejorar el rendimiento de corte.
- Mejora la velocidad de corte.
- Mejorar la calidad de corte.
- Otros beneficios relativos a combinaciones específicas de gases y materiales.
La importancia de elegir un gas auxiliar adecuado para el corte por láser
¿Por qué es importante el gas auxiliar? ¿Por qué no puedes usar lo que tienes disponible en este momento? ¿Por qué no usar el mismo gas todo el tiempo?
Como mínimo, usar el gas incorrecto podría hacer que su proceso de corte sea más lento o menos eficiente en general. Pero es probable que cause más problemas que eso. Si no está prestando atención a su superficie de corte cuando elige entre los diferentes gases auxiliares disponibles, verá algunos problemas principales:
- Daños en la lente, lo que podría dañar su láser y/o su pieza de trabajo
- Fluctuaciones de potencia de corte, que podrían dañar su pieza de trabajo o ralentizarlo
- Corte las inconsistencias, que podrían hacer que su pieza de trabajo se vea sin terminar o sin pulir
Elegir el gas auxiliar correcto le permitirá mejorar su rendimiento de corte. Se asegurará de que obtenga la calidad que está buscando, especialmente cuando utilice el producto final para cualquier proceso o propósito de fabricación.
Gases auxiliares comunes utilizados en el corte por láser
Hay cuatro tipos diferentes de gas auxiliar para el corte por láser. Estos son:
- Oxígeno
- Nitrógeno
- Aire
- Argón
Oxígeno
El oxígeno es útil para varios tipos diferentes de materiales, incluido el acero al carbono, el acero laminado, la placa de acero galvanizada de acero inoxidable, la aleación de cobre, el cobre y más.
Requiere una presión de aproximadamente 0.3-1 Mpa, pero el caudal variará según el grosor específico del material que esté cortando. Además, el oxígeno requiere una pureza del 99.95 % o superior, lo que permite una combustión mejorada y la retención de la pureza de la masa fundida cortada.
El oxígeno se puede utilizar para aumentar la eficiencia de corte general, produciendo una película de óxido que mejora la absorción del espectro del haz y creando un extremo de corte de color amarillo oscuro o negro.
Por otro lado, se considera un gas de apoyo a la combustión, y es posible que se queme y genere escoria.
Nitrógeno
El nitrógeno se puede usar para prevenir la oxidación de la película cuando busca un acabado más elegante. Puede ser excelente para acero inoxidable, placa de acero galvanizado, aluminio, aleación de aluminio y latón.
En general, este tipo de gas auxiliar es útil para soldadura directa y pintura y también es muy resistente a la corrosión. Requiere nitrógeno extremadamente puro, tan alto como 99.999%, y aproximadamente 1.5 Mpa o más.
Cuando observamos el flujo, la variación puede ser amplia, pero depende del grosor específico del material de corte.
Este gas puede ser bastante costoso y requiere niveles de pureza extremadamente altos, lo que puede ser difícil de lograr.
Aire
El aire es una buena opción para materiales como aluminio, cobre inoxidable, placa de acero galvanizada, no metales y latón. Sin embargo, no está diseñado para productos de mayor calidad, que normalmente incluyen acero inoxidable y aleación de aluminio.
Este gas auxiliar es como el nitrógeno, entrando en una calidad más alta que el oxígeno. Sin embargo, también equilibra la película de óxido de los dos, creando solo una pequeña cantidad de película en una pieza cortada.
Por otro lado, este gas puede tener los mismos problemas que el oxígeno, aunque en menor grado.
Argón
Esta es la cuarta y última opción cuando se trata de gas auxiliar, pero no se usa con tanta frecuencia. Se considera un gas inerte y no se oxida tan bien con otros materiales. Es químicamente inactivo y será más costoso que sus otras opciones.
Este material también puede contaminarse con polvo, agua, aceite y otros tipos de desechos, lo que lo hace aún más dañino para el producto terminado, ya que puede afectar el láser y el corte creado.
Si va a usar argón, generalmente solo se usaría con materiales de aleación de titanio.
No es efectivo para la mayoría de los materiales, y además el costo es extremadamente alto, algo a tener en cuenta antes de elegir este gas.
Oxígeno vs Nitrógeno: Una Comparación
Dos de las opciones de gas de corte más populares son el oxígeno y el nitrógeno.
Estos dos gases ofrecen una amplia gama de aplicaciones diferentes y se pueden usar con varios materiales diferentes en el proceso de corte por láser. Ya sea que la superficie de corte sea acero al carbono o acero inoxidable, estos dos gases generalmente son capaces de hacer el trabajo. Pero tienen diferentes ventajas y desventajas.
Ventajas e inconvenientes de utilizar oxígeno como gas auxiliar
El oxígeno tiene una serie de beneficios como gas auxiliar, que comienza con la cantidad de aplicaciones diferentes que tiene el oxígeno.
Puede usar oxígeno para cortar diversos materiales, desde acero inoxidable, acero laminado y placa para herramientas hasta acero al carbono, aleación de cobre y placa de acero galvanizada. La gama de materiales de corte es amplia, por lo que puede comprar grandes cantidades de un solo gas para la mayoría de sus piezas de trabajo.
El oxígeno también es bueno para aumentar la absorción del espectro del haz de material reflectante. Si está trabajando con material reflectante, reacciona al calor de reacción del oxígeno que proviene de esta fuente.
Ahora, en el lado negativo, encontrará que el oxígeno requiere un alto nivel de pureza y puede causar que vuelva a convertirse en escoria.
Ventajas e inconvenientes de utilizar nitrógeno como gas auxiliar
El nitrógeno como gas auxiliar es otra excelente consideración. El inconveniente del oxígeno, donde puede provocar un retorno a la escoria y es fácil de quemar, es en realidad lo contrario aquí. Encontrará que el nitrógeno no hace ninguna de estas cosas, lo cual es un beneficio para el gas auxiliar.
Otro beneficio del nitrógeno es que brindará resistencia a la corrosión después de haber realizado el corte. También proporciona varias características diferentes asociadas con la soldadura directa, creando una pieza de trabajo fuerte y de alta calidad.
La versatilidad es otro factor excelente aquí y este gas auxiliar funcionará con materiales como acero inoxidable, placa de acero galvanizada, aluminio, aleación de aluminio y latón.
Sin embargo, el nitrógeno es muy caro y requiere una pureza extrema para tener éxito. También puede ser todo un proceso pasar por el corte por láser.
Comparación de oxígeno y nitrógeno para diferentes materiales y requisitos de corte
Al considerar estas dos opciones de gas auxiliar, debe pensar en su material específico y los requisitos de corte que tiene (que también se discutieron anteriormente). Mire la tabla a continuación para tener una mejor idea del gas auxiliar adecuado para su proyecto.
Factores a considerar al elegir un gas auxiliar
Cuando se trata de elegir el mejor gas auxiliar para un proyecto de corte por láser, debe pensar en varios factores diferentes. Estos se pueden agrupar en tres categorías diferentes. A saber:
- Factores materiales
- Requisitos de corte
- Las preocupaciones ambientales
Material que se está cortando
El material que está cortando es quizás el aspecto más importante a la hora de elegir el gas auxiliar adecuado. Debe considerar el tipo específico de material para saber qué gas proporcionará las características adecuadas.
Por ejemplo, el acero inoxidable generalmente se corta mejor con oxígeno o nitrógeno.
El aluminio se puede cortar con nitrógeno o aire.
El acero al carbono se puede cortar con oxígeno.
Para cada tipo de metal que desee cortar, habrá un tipo preferido de gas auxiliar para usar. Algunos también pueden ofrecer múltiples opciones (como el acero inoxidable).
El grosor del material es otro punto a tener en cuenta. En general, podrá cortar piezas metálicas de diferentes espesores con el mismo tipo de gas auxiliar. Sin embargo, deberá aumentar el caudal para acomodar materiales más gruesos.
Requisitos de corte
También hay requisitos generales relacionados con el resultado específico que está buscando. Si desea que su corte láser de acero inoxidable sea suave y perfecto, debe considerar esto al elegir su gas auxiliar.
Si está cortando acero al carbono con láser y quiere que sea rápido, deberá tener esto en cuenta al elegir el gas auxiliar correcto para usar. El nitrógeno es una buena opción si está buscando velocidades más rápidas sin perder demasiada calidad.
Por otro lado, el aire no es tan bueno con la eficiencia de corte (aunque se puede usar para varios materiales). Si está buscando calidad con su cortadora láser, esta no es la manera de hacerlo.
Preocupaciones ambientales
También es importante proteger su entorno de corte (y quizás el medio ambiente en su conjunto). Como tal, deberá tener esto en cuenta al elegir el gas auxiliar que desea utilizar con su cortadora láser.
Es importante equilibrar la eficiencia de corte, la velocidad de corte y otros factores con las preocupaciones ambientales. Cortar gas como el oxígeno o el aire es generalmente la opción más respetuosa con el medio ambiente. Por otro lado, el argón y el nitrógeno pueden ser perjudiciales para su entorno de corte.
Sin embargo, siempre que use la ventilación adecuada, y especialmente si usa cantidades más pequeñas de estas opciones de gas de corte, aún puede obtener los beneficios que necesita sin demasiado impacto ambiental.
Conclusión
Elegir el gas auxiliar adecuado para su proceso de corte es fundamental. Garantiza que su cortadora láser esté bien mantenida y protegida, brinda eficiencia de corte, velocidad de corte y mejora para su superficie de corte, y ayuda a crear un producto terminado de alta calidad.
Al leer este artículo, debería tener una mejor idea del tipo de gas que desea usar y la mejor manera de evaluar los diferentes gases de corte en el futuro.
Tenga siempre las herramientas que necesita con la cortadora láser adecuada
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