Pero cortar material duro y transparente como el vidrio tiene sus propios desafíos. Puede romperse bajo un impacto repentino y provocar fragmentos grandes y peligrosos.
Este artículo enumera las diez cosas principales que necesita saber sobre el corte de vidrio con láser y sus máquinas para obtener las máximas ganancias.
Los fundamentos del corte de vidrio por láser
El vidrio cortado con láser utiliza un rayo láser concentrado y enfocado para derretir el vidrio de forma selectiva. El rayo láser hace contacto con la superficie del vidrio por menos de un segundo.
En este breve período, el láser imparte toda su energía en el vidrio sin provocar que se deforme o agriete. Con la expectativa de unas pocas unidades portátiles, todas las cortadoras láser utilizan controles CNC para dirigir el cabezal de corte. Asegurando cortes exactos y precisos cada vez.
El vidrio es difícil de cortar, ya que es muy frágil y se agrieta con golpes repentinos. Los métodos tradicionales de corte de vidrio involucran un material extremadamente afilado (diamante, carburo de tungsteno o acero endurecido) que raya la superficie del vidrio y produce un golpe calculado en el costado.
Si bien los métodos tradicionales son un proceso probado y verdadero, carecen de versatilidad y no pueden producir formas complejas. El corte de vidrio con láser es más rápido, más seguro, más versátil y requiere poca o ninguna capacitación del personal.
La investigación muestra que procesamiento de materiales de vidrio con máquinas de corte por láser no afecta la resistencia del material ni la estabilidad térmica. El vidrio cortado con láser tiene varias ventajas del proceso de corte mecánico.
Tipos de máquinas de corte de vidrio por láser
Las máquinas de corte por láser se clasifican principalmente según el tipo de fuentes de láser. Los siguientes son los cuatro tipos más comunes de máquinas láser disponibles para cortar vidrio.
- Cortadores láser de CO2
Los láseres de CO2 utilizan una cámara de vidrio llena de una mezcla de gases que se excita con una corriente eléctrica de alto voltaje. Las moléculas de gas irradian energía luminosa, que se amplifica en un rayo láser.
- Cortador láser de fibra
Los láseres de fibra son máquinas modernas de corte por láser que utilizan fibra óptica como medio de ganancia. Toman la luz existente y la hacen rebotar dentro de un cable de fibra óptica hasta que se transforma en un láser.
- Cortadores láser de cristal
Los láseres de cristal utilizan un cristal de Nd: YAG (granate de itrio y aluminio dopado con neodimio) como medio de ganancia. Estos láseres se utilizan principalmente en dispositivos médicos.
- Cortadoras láser de diodo
Los cortadores láser de diodo funcionan al salir de un diodo semiconductor hasta que libera luz, que luego se amplifica en un láser. Los diodos son componentes electrónicos de baja potencia y, por lo tanto, no pueden producir una alta potencia de láser.
Las 10 cosas más importantes que debe saber sobre el corte de vidrio por láser y sus máquinas
El corte de vidrio con láser es un proceso complejo que requiere que el operador de la máquina sepa varias cosas importantes de antemano.
Hemos compilado una lista detallada de las diez cosas principales que debe saber sobre el corte por láser y sus máquinas.
1 – El vidrio de cal sodada es más fácil de cortar
El vidrio viene en varias variedades, y cada una está destinada a mejorar sus propiedades materiales naturales.
Vitral cambia el índice de refracción y el color del vidrio mediante la introducción de aditivos metálicos.
Vidrio de borosilicato tiene una resistencia térmica y química excepcionalmente alta debido a la adición de óxido bórico.
Vidrio de soda y lima es menos resistente que el borosilicato pero es considerablemente más barato y más fácil de trabajar. También se puede templar después del procesamiento para una mejor resistencia térmica.
Debido a la resistencia del borosilicato a la energía térmica, no se puede cortar con la mayoría de las máquinas de corte por láser. Mientras tanto, el vidrio de cal sodada se derrite bajo el rayo láser pero aún resiste las grietas y la fusión no deseada.
2 – Las cortadoras láser son más rápidas que los métodos tradicionales de corte de vidrio
Un artesano habilidoso puede cortar vidrio de forma rápida y precisa. Años de experiencia les han permitido perfeccionar sus habilidades.
Pero incluso la persona más hábil no puede competir con la excepcional velocidad de corte de una cortadora láser. Las formas y los diseños complejos siguen siendo un desafío para los cortadores de vidrio expertos. El riesgo de formación de grietas les impide cortar vidrio a altas velocidades.
Afortunadamente, las máquinas de corte por láser carecen de tales restricciones. La única pieza móvil en el proceso de corte por láser es el cabezal de corte. Por lo tanto, la pieza de trabajo de vidrio no experimenta vibraciones, golpes o tirones accidentales, lo que mitiga el riesgo de grietas.
Sin riesgo de que el vidrio se agriete, el rayo láser puede cortar formas más rápido que cualquier ser humano.
3 – El vidrio cortado con láser no necesita lijado
El corte de vidrio tradicional requiere una herramienta afilada para marcar y un toque ligero calculado para iniciar una grieta. Este método genera bordes ásperos alrededor del vidrio cortado, lo cual es bastante peligroso.
Por lo tanto, todas las formas de vidrio cortadas mecánicamente deben pasar por un proceso de lijado para suavizar los bordes.
A medida que el rayo láser derrite los bordes, crea un borde exterior mucho más limpio y suave, lo que evita la necesidad de un lijado posterior al corte.
4 – Un rayo láser de alta potencia produce marcas de quemaduras
Los láseres de alta potencia son útiles para cortar metales, pero se han vuelto redundantes en el corte de vidrio. Si no puede cortar una lámina de vidrio con un láser de menos de 1kW, es probable que no tenga más éxito aumentando la potencia del láser.
El vidrio refleja la mayor parte de la energía láser visible. Por lo tanto, el exceso de energía se derramará hacia los lados, lo que provocará que la lámina de vidrio se queme en lugar de cortarse.
La longitud de onda del láser juega un papel más importante en el proceso de corte de vidrio. La luz ultravioleta (UV) intensa (láser) a un vataje más bajo es mucho más capaz que un láser de luz visible a un vataje más alto.
5 – Evite los cortadores láser de mano
Láseres de mano son una excelente solución para cortar rápidamente formas grandes y simplificadas. Pero con las láminas de vidrio, las máquinas láser portátiles pueden introducir variables desconocidas y errores humanos.
Para las pequeñas empresas, una máquina portátil ofrece menos valor con el tiempo. Después de todo, las pequeñas empresas no pueden beneficiarse por completo de la portabilidad y la alta potencia de los sistemas portátiles de láser de fibra.
La precisión y la exactitud de una cortadora láser de vidrio CNC son más valiosas que la portabilidad de una máquina láser portátil.
6 – Use pulsos cortos cuando corte vidrio con láser
Las láminas de vidrio no se adaptan bien a largos períodos de exposición al láser. El exceso de energía no penetra en la capa de vidrio. En cambio, se irradia hacia los lados.
Los pulsos cortos de un rayo láser depositan la energía suficiente para derretir materiales delgados, y los pases repetidos permiten que incluso los láseres de baja potencia corten placas de vidrio gruesas.
Los estudios han demostrado que los láseres solo necesitan hacer contacto con el vidrio durante un femtosegundo para realizar cortes precisos. Un femtosegundo es una milmillonésima parte de un segundo que son 14 ceros después del punto decimal.
7 – La potencia del láser no es tan importante
Los tipos más comunes de máquinas de corte por láser de vidrio usan solo un láser de CO30 de 40-2W. Más poder, y está gastando dinero adicional por cero beneficios adicionales. Después de todo, la mayoría de los cortes de vidrio en el entorno industrial son para láminas de menos de 0.2 pulgadas (6 mm) de espesor.
La mayoría de las empresas no cortan materiales de vidrio de media pulgada (12 mm) de espesor, e incluso si lo hicieran, un láser débil con varias pasadas sería más que adecuado.
Un cortador láser funciona maximizando la salida de la luz láser y minimizando su período de contacto. Los láseres pulsados fueron diseñados para este propósito exacto.
8 – Puede cortar vidrio con láseres de CO2, diodo y fibra
El tipo de máquina de corte por láser no es un factor importante para el corte de vidrio. Como la potencia del láser no es gran cosa, incluso las cortadoras láser basadas en diodos son una solución aceptable.
Los tipos de láser son menos importantes para la funcionalidad de corte real de la máquina. Pero elegir el tipo correcto de láser lo ayudará a ahorrar en costos de mantenimiento y energía.
Los láseres de CO2 tienen la vida útil más baja del grupo, y los láseres de diodo tienen la mayor potencia eléctrica. Sin embargo, los láseres de fibra ofrecen lo mejor de ambos mundos en cuanto a eficiencia, longevidad y rendimiento.
9 – Los servomotores de calidad dan como resultado cortes precisos
El diámetro del punto láser, la calidad de la lente y la fuente del láser no son las únicas métricas para medir la precisión. Al final del día, la luz láser está controlada por servomotores y correas dentadas.
El movimiento XYZ del láser también debe ser preciso. De lo contrario, anularía la precisión del rayo láser.
A medida que el cortador láser se mueve por la superficie de vidrio, el momento del cabezal del láser evita que se detenga bruscamente. Por lo tanto, a menudo verá que una máquina de corte por láser anuncia su precisión posicional X/Y.
Un diámetro de punto láser pequeño y una mayor precisión posicional son esenciales para un corte láser preciso.
10 – El costo de una máquina láser es variable
El costo de una cortadora láser no siempre es fácil de estimar. El tipo de láser, el área de trabajo de la máquina, la potencia del láser, la precisión y los servicios posventa afectan el precio final.
Dado que el precio de una máquina láser varía por todas partes, no siempre se beneficiará del modelo más caro. Elija siempre la cortadora láser que mejor se adapte a sus necesidades de corte de vidrio.
Aplicaciones del corte de vidrio por láser
El vidrio cortado con láser ha comenzado lentamente a ocupar un lugar central en el sector tecnológico. El vidrio es un material transparente de primera calidad con varias ventajas clave sobre otros materiales.
Con la demanda de vidrio más alta que nunca, las máquinas de corte por láser han intervenido para garantizar servicios de corte y procesamiento de calidad.
Los siguientes son solo algunos de los muchos casos de aplicaciones del corte de vidrio con láser.
Pantallas de dispositivos inteligentes
La mayor innovación de las últimas dos décadas han sido las pantallas de vidrio de primera calidad. Los teléfonos inteligentes y las tabletas premium utilizan las últimas y mejores pantallas de vidrio que requieren una precisión milimétrica para cortar.
El corte por láser ha permitido a los fabricantes producir rápidamente pantallas de vidrio de alta calidad, lo que se traduce en costos más bajos e incluso tasas de defectos más bajas.
Con el crecimiento explosivo de dispositivos portátiles inteligentes como auriculares AR, relojes inteligentes y más, vemos una mayor demanda de pantallas de vidrio cortadas con precisión utilizando un cortador láser.
Dispositivos microelectrónicos
El vidrio también es un material muy buscado en los sistemas microelectromecánicos (MEMS). La no conductividad, la apariencia transparente y la resistencia a la corrosión del vidrio son muy valoradas en la construcción de equipos eléctricos sensibles.
Las láminas delgadas de vidrio se utilizan como sustrato (placa posterior) para dispositivos MEMS. Las máquinas de corte por láser permiten a los fabricantes garantizar una precisión de nivel microscópico uniforme para todos los componentes electrónicos sensibles.
Equipo Médico
La industria médica también ama el vidrio por su naturaleza inerte, resistencia al calor y fácil esterilización. El corte por láser ha sido fundamental para impulsar los avances médicos a la siguiente etapa.
Podemos ver vidrio cortado con láser que se usa de manera prominente en portaobjetos de microscopio, cubreobjetos y cubreobjetos.
Dispositivos ópticos
Los dispositivos ópticos ahora están presentes en todas las industrias. Desde cámaras hasta lentes de enfoque de corte láser y sensores electrónicos delicados.
Las máquinas de corte por láser también permiten a los operadores realizar cortes precisos en materiales más gruesos. Es decir, independientemente del tamaño o grosor de la lente, el corte de vidrio con láser debería ser un proceso fácil.
Grabado y grabado láser
Los cortadores láser de vidrio también vienen con características adicionales como grabado y grabado. Marcar superficies es una necesidad en muchas aplicaciones de rendimiento. Los detalles importantes sobre el producto o el entorno que lo rodea deben mostrarse claramente.
Soluciones como pinturas o pegatinas impresas no tienen una buena longevidad. La lluvia, el polvo o la abrasión pueden eliminar las marcas de las superficies de vidrio con el tiempo.
El grabado y el grabado permiten a los fabricantes marcar permanentemente sus productos sin temor al desgaste. El grabado es muy positivo para los equipos de laboratorio sensibles, que exigen una interferencia mínima de elementos externos.
3 factores a tener en cuenta al elegir una máquina de corte láser de vidrio
Para la mayoría de las empresas, cualquier cortador láser de vidrio de una marca de renombre debería ser suficiente.
Pero para los consumidores que buscan maximizar el valor de su máquina de corte por láser, aquí hay algunos factores a considerar.
- Tipo de vidrio
El corte por láser se puede utilizar para procesar todo tipo de materiales de vidrio, desde templado hasta borosilicato y cal sodada. Elija una máquina de corte por láser que se adapte mejor a sus necesidades específicas de corte de vidrio.
El borosilicato y el vidrio templado requieren modos de operación de láser especializados.
- Precisión de corte
Preste especial atención a la calidad de los motores. Una máquina de corte por láser de alta calidad que utilice piezas rotativas de calidad tendrá una mayor precisión de corte.
- Costo y Mantenimiento
Las cortadoras láser vienen con un costo directo y un costo indirecto. El costo directo es la inversión única y los costos de envío.
El mantenimiento, la eficiencia eléctrica y el reemplazo de piezas comprenden la mayor parte de los costos indirectos.
Conclusión
El vidrio cortado con láser es asombroso por varias razones. Es más rápido, más preciso y más conveniente. Pero el proceso es muy diferente al corte por láser de otros materiales como metales, telas, plásticos y madera. Los mismos atributos del vidrio que lo convierten en un material atractivo también contribuyen a los desafíos de corte.
Aprender los conceptos básicos del corte por láser ayudará a las empresas a tomar decisiones de compra mejor informadas que se traducirán directamente en mayores ganancias y productividad.
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