Conceptos básicos de la tecnología láser
La tecnología de corte por láser existe desde la década de 1960. Desde entonces, máquinas de corte por láser Se han utilizado en una amplia gama de industrias debido a su precisión, velocidad y versatilidad.
A continuación se ofrece una descripción general de cómo funcionan los láseres en aplicaciones de corte:
1. Creación de rayo láser
Las máquinas de corte por láser contienen un material o sustancia específica conocida como material láser dentro de la fuente láser (también llamado resonador láser). Este material puede ser un gas (por ejemplo, una mezcla de gases de dióxido de carbono), un producto químico (por ejemplo, cumarina y fluoresceína), un sólido (p. ej., cristales de neodimio), o fibras ópticas.
Para crear un rayo láser de alta intensidad, se bombea energía al material láser mediante lámparas o una corriente eléctrica dentro de un recipiente cerrado. Este proceso excita las diminutas partículas del material, como átomos o moléculas, por lo que empiezan a emitir rayos de luz potentes y muy enfocados. Cuando esto sucede, hace que otras partículas cercanas hagan lo mismo.
2. Enfocando el láser
El rayo láser generado rebota hacia adelante y hacia atrás dentro de una cavidad espejada especial. Esto concentra la energía del haz en una lugar exacto. Una vez que el haz es lo suficientemente fuerte, la máquina envía un haz de luz único, enfocado e intenso que es capaz de cortar casi cualquier tipo de material.
3. Interacción con la superficie del material
Hay varias cosas que pueden suceder cuando la máquina enfoca un intenso flujo de luz sobre la superficie de un material:
- El material absorbe la energía del láser, provocando un calentamiento rápido.
- Si la potencia del láser es suficiente, derrite o vaporiza el material para crear un corte o agujero. La máquina normalmente utiliza un gas auxiliar (por ejemplo, oxígeno y nitrógeno) para empujar el material de desecho fuera de la zona de corte.
El control numérico por computadora, así como la óptica láser, automatiza y controla el movimiento del cabezal láser para garantizar que siga la forma y trayectoria de corte deseadas predefinidas. El sistema de CNC Se comunica con la máquina mediante un código geométrico, que consta de instrucciones detalladas sobre los movimientos y acciones de la máquina.
Bucear en un tubo láser de vidrio DC
Una de las principales características que diferencia a las máquinas láser es su fuente láser. Para los láseres de vidrio de CC, tienen tubos láser de vidrio refrigerados por agua. (Otras máquinas con las que se encontrará utilizan tubos metálicos enfriados por aire). Estos frágiles tubos de vidrio hechos a mano siempre deben tener un sistema eficiente de enfriamiento por agua para evitar que se sobrecalienten y se vuelvan defectuosos.
Dentro de cada tubo de vidrio de un láser de vidrio de CC hay algún tipo de mezcla de gases láser que consta de una variedad de gases:
- Nitrógeno (el gas predominante en la mezcla láser)
- Dióxido de carbono (el medio láser activo)
- Helio (que ayuda a disipar el calor)
- Hidrógeno
- xenón
Esta mezcla de gases se ioniza aplicando una descarga de CC de alto voltaje a los electrodos del tubo de vidrio. Esto hace que los gases se conviertan en plasma, cuya presencia en la mayoría de los tubos de vidrio ofrece varios beneficios:
- Ayuda a eliminar el material derretido y los residuos de la zona de corte, manteniendo el área limpia.
- Dado que es un buen conductor de electricidad, ayuda a garantizar que haya un camino eléctrico continuo para el rayo láser.
- La máquina puede cortar de forma más limpia y rápida porque ayuda al material a absorber más energía.
Desenredar tubos láser metálicos RF
Las máquinas cortadoras con un tubo láser de metal RF se utilizaron originalmente a finales de los años 1980 para aplicaciones militares muy exigentes. Hoy en día, los láseres de metal RF son la opción preferida para muchas aplicaciones industriales, incluido el corte, grabado y soldadura.
La RF en el láser de CO2 para metales RF significa radiofrecuencia, que es la que utiliza para producir un plasma de gas ionizado que asegura un corte limpio y preciso. Una vez que esta radiofrecuencia llega a los electrodos en cada extremo del tubo de RF, genera un campo eléctrico que excita el mezcla de gases dentro del tubo láser de RF.
Durante esta fase excitada, algunas de las moléculas de gas estimuladas regresan de un nivel de energía más alto a un nivel de energía más bajo. Cuando esto sucede, se libera una ráfaga de energía en forma de fotones (o energía luminosa). Los fotones liberados rebotan en los espejos dentro de la cavidad del láser y finalmente escapan como una intensa luz láser.
Comparación entre el láser DC y el láser para metales RF
Tanto los láseres de CC para vidrio como los láseres de RF para metal tienen sus ventajas y desventajas. Para saber en qué tipo vale la pena invertir, es importante revisar sus diferencias clave. Repasemos algunos de ellos a continuación:
Longitud de onda
La longitud de onda de una cortadora láser determina qué tan bien el material que se corta absorberá la luz que genera. Entonces, si las características de absorción de un material coinciden con las de la longitud de onda de un láser, se obtienen cortes más rápidos y precisos.
Láser de vidrio CC
Un láser de vidrio de CC puede liberar rayos láser en una variedad de longitudes de onda, generalmente en el rango de longitud de onda del infrarrojo cercano. Esto significa que es más adecuado para proyectos de corte y grabado láser que requieren alta precisión y detalles más finos.
Láser de metales RF
Un láser de metal RF funciona en la longitud de onda del infrarrojo lejano o del infrarrojo medio, lo que lo hace muy eficaz para cortar diferentes materiales.
Precisión de corte
La precisión de una máquina de corte por láser suele estar directamente relacionada con su frecuencia cardíaca. La creencia común es que cuanto mayor sea la frecuencia del pulso, mayor será la precisión.
Láser de vidrio CC
En general, los láseres de vidrio de CC son más adecuados para aplicaciones que no requieren alta precisión, velocidad o calidad.
Láser de metales RF
Los láseres de RF ofrecen un rendimiento de corte de alta precisión. Esto se debe en parte a que generan un tamaño de punto más pequeño.
Costos iniciales
Láser de vidrio CC
Los láseres de vidrio de CC tienden a ser mucho más baratos que los láseres de RF.
Láser de metales RF
Los láseres de RF pueden ser de cinco a ocho veces más caros que los láseres de vidrio de CC.
Factores a considerar al elegir la máquina láser adecuada
Comprar una máquina de corte por láser es una inversión importante. Por lo tanto, lo correcto es investigar para asegurarse de que su pago único no genere costosos costos de mantenimiento y reparación en el futuro. A continuación se detallan algunas cosas que debe considerar antes de comprar cualquier máquina láser.
Compatibilidad de aplicaciones y materiales
Cada material reaccionará de manera diferente a cada máquina de corte por láser. Por ejemplo, si procesa principalmente muchos tipos de metales, los láseres para metales de RF son opciones más adecuadas y se utilizan con más frecuencia en comparación con los láseres para vidrio de CC.
Capacidad de Producción
La capacidad de producción de láseres de CC y RF depende de varios factores, incluida la potencia de salida, el modelo específico que va a comprar y el uso previsto. Para asegurarse de obtener una cortadora láser que se ajuste a sus necesidades, consulte siempre con el fabricante o proveedor.
Características de seguridad
Esto a menudo se pasa por alto, pero, en nuestra opinión, debería ser una de las primeras cosas que debe considerar. Busque sistemas de enclavamiento, botones de parada de emergencia, recintos protectores y enclavamientos de seguridad para puertas de acceso, entre otros.
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Conclusión
Los láseres de vidrio de CC y los láseres de metal de RF tienen sus ventajas y desventajas. Tómate tu tiempo para evaluar cada uno, así como las necesidades a largo plazo de tu negocio. Cualquiera que sea la cortadora láser que elija, asegúrese de que tenga una vida útil más larga y pueda adaptarse a sus demandas de producción futuras.
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