El corte por láser y el estampado de metal son dos métodos populares de corte de metal, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. Conocer los principios básicos de funcionamiento de estas técnicas es un paso crucial para los futuros emprendedores.
Este artículo compara y contrasta estas técnicas, analizando sus ventajas y desventajas para determinar qué máquina para corte de metales es la mejor para su negocio.
¿Qué es el corte por láser?
El corte por láser es el proceso de utilizar un potente rayo láser para realizar cortes de precisión en una lámina de metal. El rayo láser está controlado por un sistema de motor computarizado que sigue una ruta preprogramada.
El consumo de electricidad del sistema láser define la potencia de corte de una máquina de corte por láser. Las cortadoras de cartón de baja potencia comienzan en 5 W y las cortadoras de placas de metal industriales pueden superar los 10 kW.
Tipos de máquinas de corte por láser
Las cortadoras láser se clasifican principalmente en función de la tecnología láser subyacente. Los tipos más comunes de máquinas de corte por láser son los siguientes.
- Máquina de corte de láser de fibra
- Máquina de corte por láser de CO2 (gas)
- Máquina de corte por láser de neodimio (Nd)
- Máquina de corte por láser de diodo
Proceso de corte por láser
El proceso de corte por láser generalmente sigue siendo el mismo en todas las máquinas. Primera electricidad de alto voltaje en luz visible. Este sistema puede ser un diodo para cortadoras de metal con láser de fibra o un tubo de vidrio para CO2.
Luego, la luz visible pasa a través de un medio de ganancia para aumentar la fuerza y transformarse en un rayo láser. Una vez que el rayo láser alcanza la intensidad deseada, deja el medio de ganancia a través del cabezal del láser.
El cabezal láser es un nodo de salida controlado por computadora (CNC) que se mueve por la superficie de trabajo a medida que corta la pieza de trabajo. Los láseres tienen un punto de contacto muy pequeño llamado diámetro de punto, que varía de 0.003 a 0.007 pulgadas.
Algunas máquinas de corte por láser emiten más de 1000 W de energía a través de este pequeño punto de contacto, derritiendo instantáneamente la pieza de trabajo antes de que se produzcan deformaciones o grietas.
El proceso de corte tarda solo unos segundos en completarse. Las siguientes partes tratan sobre pros y contras del corte por láser.
Beneficios del corte por láser
Aquí hay una breve lista de los mayores beneficios que el corte por láser aporta a la fabricación de metal.
1. Corte láser preciso
Como todo está controlado por computadora, los cortadores de metal láser pueden reproducir repetidamente piezas con dimensiones exactas y cero variaciones prácticas.
2. Procesamiento rápido
Una cortadora láser puede cortar rápidamente la mayoría de los materiales y la velocidad de corte puede aumentar aún más cuando se procesan piezas de trabajo más delgadas.
3. Estrés mecánico cero
El proceso de corte por láser corta metales de forma selectiva fundiéndolos. Dado que no se aplica ninguna fuerza mecánica a la pieza de trabajo, no se acumulan tensiones internas en el metal.
4. Bordes precisos
La excelente precisión de las máquinas de corte por láser le permite cortar formas complicadas con pequeños bordes afilados que de otro modo sería imposible con la fabricación tradicional.
5. Desgaste reducido de herramientas
Los láseres no tienen ningún desgaste mecánico. Por lo tanto, pueden cortar continuamente metales sin necesidad de cambiar la herramienta. Los láseres solo necesitan ser reemplazados una vez que su vida útil alcanza sus límites.
6. Se requiere poco procesamiento posterior
Los láseres producen bordes suaves sin rebabas en la pieza de trabajo. Por lo tanto, hay poca necesidad de técnicas de limpieza posteriores al proceso.
7. Sin equipo adicional
En comparación con el estampado de metal, las piezas cortadas con láser no requieren equipo adicional como troqueles.
8. Compatibilidad de materiales
La mayoría de las cortadoras láser están diseñadas para la fabricación de metales, pero mantienen una compatibilidad razonable con los no metales como la madera, las telas y los plásticos.
9. Versatilidad
La penetración de material de un láser se reduce cuando se reduce la potencia de entrada o cuando el rayo láser está desenfocado. Las cortadoras láser modernas utilizan modos de bajo consumo y haces desenfocados para cambiar a un modo de grabado.
Contras del corte por láser
A continuación se incluye una lista de las deficiencias inherentes a las cortadoras láser.
1. Daños por temperatura
Exponer ciertos metales a altas temperaturas puede causar deformaciones, quemaduras y derretimientos no deseados. Los metales delgados como el cobre y los volátiles como el magnesio requieren cuidados y precauciones adicionales al cortar con láser.
2. Compatibilidad de materiales
El corte por láser admite materiales metálicos y no metálicos. Sin embargo, el apoyo material puede resultar muy confuso para los recién llegados.
Solo los láseres de neodimio (Nd: YAG) admiten el corte de cerámica, los láseres de diodo tienen un mejor soporte para telas y cuero, los láseres de CO2 son más adecuados para el caucho y los plásticos, y los láseres de fibra son mejores para cortar metales con superficies reflectantes.
3. Limitaciones de profundidad de corte
El corte por láser es más adecuado para láminas de metal delgadas. Es posible cortar una parte particular de láminas más gruesas. Aún así, requiere potencia adicional y una velocidad más lenta, lo que a menudo puede resultar en una fusión no deseada alrededor de los bordes recién cortados de la pieza de trabajo.
4. Incapacidad para doblar metal
El estampado de metal a potencia reducida dará como resultado la flexión del metal. Las máquinas láser son incapaces de tal manipulación de metales.
¿Qué es el estampado de metal?
El estampado de metales es un proceso de formación de metales que utiliza una combinación de punzón y matriz para cortar metales. La hoja de metal se intercala entre un troquel inferior y un punzón superior.
Un sistema hidráulico aplica de forma rápida y precisa varias toneladas de presión sobre el punzón a medida que se empuja hacia la pieza de trabajo para crear la forma deseada.
Este proceso permite al operador estampar (cortar) rápidamente varios cientos de formas del metal en una sola pasada. Algunas máquinas utilizan varios troqueles para producir más piezas con un solo golpe de estampado.
Proceso de estampado de metal
El estampado de metal es un proceso simple que sigue los mismos pasos generales, independientemente del tamaño de la máquina. Los troqueles y punzones de metal se crean a partir de acero para herramientas de alta resistencia. El troquel se fija al banco de trabajo y el punzón se fija al pistón.
La sección transversal del troquel comparte el mismo diseño que la forma deseada. Mientras tanto, la forma del punzón es la inversa geométrica del dado.
El estampado puede comenzar una vez que la hoja de metal se carga en la máquina. Las máquinas más pequeñas solo pueden cargar una hoja de metal pequeña a la vez. Pero una máquina de estampado más grande requiere que se le alimente continuamente un rollo de metal.
La máquina aplica suficiente fuerza sobre el punzón para empujarlo a través del metal de acero hasta que haga contacto con el troquel debajo, cortando el metal en los bordes.
Además, las máquinas estampadoras automáticas aplican fuerza en intervalos establecidos cronometrados de acuerdo con la velocidad de alimentación del metal. Permitiéndole cortar miles de piezas del mismo rollo de hoja en un ciclo largo y continuo.
Beneficios del estampado de metales
1. Económico
El único componente costoso de este proceso son los troqueles. Por lo tanto, el costo es mayor con las unidades iniciales producidas. Pero comienza a disminuir a medida que aumenta el número de unidades. Las fábricas usarán un troquel para más de cien mil estampados antes de reemplazar la herramienta.
2. Producción de gran volumen más rápida
Una máquina de estampado de metal funcionará continuamente mientras se alimenta la lámina de metal. Las fábricas a gran escala pueden producir cerca de un millón de piezas utilizando este proceso. El estampado de metal es una excelente opción para la producción repetitiva.
3. Amplia compatibilidad con metales
Algunos metales pueden reaccionar negativamente al calor de los láseres. Los metales débiles pueden derretirse y deformarse, mientras que los volátiles como el magnesio pueden encenderse. Dado que el estampado de metal solo aplica fuerza mecánica, el riesgo de daños materiales es insignificante.
4. Operaciones versátiles
El estampado de metal puede hacer mucho más que cortar agujeros. Puede realizar operaciones secundarias como aplanado de bordes, conformado de monedas, grabado de metales y más. Se puede agregar una prensa plegadora a un estampador de metal para obtener capacidades de doblado adicionales.
Contras del estampado de metal
El proceso de estampación de metales es generalmente la mejor opción para producciones de gran volumen. Fuera de este proceso específico, puede encontrarse con varias limitaciones.
1. Mayor costo a bajos volúmenes
Los trabajos de estampado de metal requieren nuevos troqueles con cada nueva iteración de diseño. Estos troqueles son caros, lo que hace que el proceso sea menos rentable para la producción de menor volumen.
2. Compatibilidad limitada con metales blandos
Si el material de trabajo es un metal blando (maleable), se doblará bajo la presión en lugar de cortarse.
3. Compatibilidad limitada con metales más duros
Los metales más duros son muy difíciles de procesar y pueden romperse fácilmente bajo altas presiones. Por lo tanto, primero debe sellar sus diseños y y luego en endurecerlos mediante recocido.
4. Debilidades estructurales
Doblar metales mediante el proceso de estampado de metales creará debilidades estructurales en la pieza de trabajo en forma de fracturas microscópicas.
5. Desgaste de herramientas
Las herramientas físicas siempre requerirán más mantenimiento. A medida que la herramienta roce repetidamente contra la pieza de trabajo de metal, ésta comenzará a degradarse. Las piezas de trabajo más duras darán como resultado un desgaste más rápido de la herramienta.
6. Post procesamiento
El estampado de metal requiere una limpieza posterior al proceso y un tratamiento térmico para eliminar los bordes afilados y las marcas de tensión.
Corte por láser vs. Estampación de metales: ¿Cómo elegir?
El corte por láser y el estampado de metales son dos procesos muy diferentes con aplicaciones superpuestas. Aquí hay una comparación rápida para una fácil comprensión.
| Caracteristicas | Corte por láser | Estampado de metal |
| Operations | Corte y Grabado | Cortar y doblar |
| Desgaste de la herramienta | Muy Bajo | Bajo |
| Compatibilidad de materiales | Muy Bueno | Bueno |
| Precisión | Muy Alta | Media |
| Costo inicial | Alto | Medio a alto |
| Costes adicionales | Ninguno | Costos de herramientas |
| Costos operativos | Bajo en pequeños volúmenes | Muy bajo en grandes volúmenes |
| Costos de procesamiento posterior | Muy Bajo | Medio a alto |
La elección entre una estampadora de metal y una cortadora láser se reduce a uno de los muchos factores que se enumeran a continuación. Considere estas cosas para una mejor solución.
- Aplicaciones – Las producciones de gran volumen, las placas de metal más gruesas y el doblado de metales son los más adecuados para el estampado.
- El grosor de una hoja – Los láseres son más adecuados para metal blando de menos de 15 mm y chapas de acero de menos de 6 mm.
- Compatibilidad de materiales – Las máquinas de corte por láser tienen una mejor compatibilidad general de materiales. Lee el blog para aprender ¿Qué materiales puede cortar una máquina láser de fibra?.
- Proceso Capacidades – Los láseres son más adecuados para diseños de geometría compleja.
- Costo inicial – Ambas máquinas tienen un costo inicial similar. Pero la necesidad de un troquel personalizado da como resultado un costo inicial mucho más alto.
- Costo de mantenimiento – Todos los ahorros de costos que obtiene con el estampado de metal de gran volumen se pierden debido al desgaste de la herramienta. Los costes de sustitución de los troqueles de herramientas no son baratos y especialmente para geometrías complejas.
- Tiempo De Espera – El corte por láser tiene tiempos de entrega más cortos cuando se trata de producciones pequeñas, y el estampado tiene mejores tiempos de entrega para las más grandes.
Conclusión
El corte por láser y el estampado de metal son los dos métodos comúnmente asociados con la fabricación de láminas de metal. El corte por láser es más adecuado para lotes más pequeños de piezas personalizadas. Mientras que el estampado sobresale en producciones de fábrica de gran volumen.
Otros factores como el ahorro de costos y la compatibilidad de materiales generalmente se consideran secundarios. Al final del día, su elección de máquina de fabricación de láminas de metal depende más del tipo de negocio que maneja.
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