AllDesign #20

Acabado láser IV

 
En esta última entrada dedicada al acabado láser, nos centraremos en los trabajos en que se emplean materiales distintos a los abordados hasta ahora (plásticos, materiales orgánicos, cristal, piedra, etc…).

Nos referimos pues a los materiales metálicos, los cuales pueden ser igualmente cortados y/o grabados mediante la tecnología de corte láser, aunque para este propósito los sistemas láseres más extendidos son aquellos en los que el haz de corte se genera en un medio sólido en lugar de generarse en medio gaseoso.

Se pueden emplear los láser de CO2 para corte de algunos metales de espesores bajos (hasta 2 o 3 mm) y grabados (para este menester, en la mayoría de casos es necesaria la preparación de la superficie a marcar mediante una pintura o pasta especial de marcado), pero debido a sus características su rendimiento es menor y menos extendido para trabajar con este tipo de materiales.

Entre los láseres de tipo sólido, tenemos los láseres de fibra y los de cristales.

Láser para metal: Cortar acero.

En los láseres de fibra, unos diodos de bombeo generan el pulso láser, que se dirige al cabezal de corte a través de cables de fibra, lo que implica una mayor eficiencia energética respecto a los de gas al emplearse un medio sólido como vehículo del haz de luz. Además, las longitudes de onda del láser generado son en torno a diez veces menores (1,064nm frente a los 10,6nm) lo que implica una energía mucho más concentrada. Esto permite que, para una misma potencia, al generar mucho más calor en el punto de trabajo, se produzca una vaporización del material muy superior a la que producen los láseres de CO2. Por último, el mantenimiento es mucho más simple y económico, al no contar con espejos que hay que limpiar y alinear de forma frecuente.

Corte láser a fibra.

Cabe destacar que los láseres de fibra no son en general aptos para el corte de materiales orgánicos, aunque sí pueden ser utilizados para grabar.

Otro tipo de láser en el que el haz se genera en un medio sólido son los de cristales dopados con neodimio (siendo el Nd-YAG el más extendido), empleados principalmente para marcado sobre todo tipo de materiales (metálicos o no), con un alto rendimiento en el trabajo, pero que requieren un mayor mantenimiento que los de fibra, pues los cristales en los que se genera el haz se degradan con el uso y requieren su sustitución cada cierto tiempo.

Así pues, y volviendo a los materiales metálicos aptos para el corte láser, nos encontramos con acero inoxidable, acero carbono, aluminio y metales no ferrosos (latón, cobre…).

Un aspecto a destacar y delicado a la hora de cortar los materiales metálicos (especialmente cuando se trata de cobre, plata y materiales altamente reflectantes) es que interesa que la pieza a cortar tenga un acabado mate, oscuro y a poder ser no pulido, para evitar posibles reflejos o rebotes del haz de luz que podría retornar al emisor y averiarlo.

Entre las principales razones de selección de los sistemas de corte láser de metales frente a otros más tradicionales y de contrastada eficacia como el corte por plasma, destaca especialmente la capacidad de estos de producir un corte más fino y preciso, siendo posible el corte de formas complejas gracias a los sistemas de control numérico. Además, gracias a la alta concentración de energía en el punto de corte, este es mucho más rápido y limpio, generando una cantidad mínima de rebabas en la zona de corte (comentar en este punto que en los sistemas de corte láser en general es necesario el empleo de una corriente de aire o gases en la zona de corte que retiren los residuos generados durante el proceso de vaporización del material). Además, las deformaciones producidas en la pieza por el calor de corte son mínimas gracias a la alta velocidad de desplazamiento del haz de corte.

Los espesores a cortar mediante la tecnología de corte láser, en general dependen de la potencia de la máquina y el material a cortar. Así, podemos encontrar los siguientes márgenes:

Material Acero Carbono Acero Inoxidable Aluminio Latón Cobre
Rango de espesores 0,5 – 25mm 0,5 – 20mm 0,5 – 12mm 0,5 – 10mm 0,5 – 8mm

 

En ocasiones, y para espesores muy elevados, se combina en una misma máquina el corte por plasma y el corte láser, haciéndose un corte inicial y más basto con el plasma, y refinándose la zona cortada con el láser.

Así pues, mediante los sistemas de corte láser podemos obtener piezas de un acabado de extrema calidad, que permiten posteriores montajes y ensamblajes complejos, con una altísima replicabilidad, haciendo la producción en masa de estas piezas extremadamente eficiente y económica.

Muestras corte laser.

Pero no sólo resultan altamente útiles para la producción en masa: la fabricación de series cortas de productos altamente específicos, o incluso de unidades sueltas para soluciones particulares o complejas resultan fáciles y económicas (comparadas con la fabricación manual o artesanal).

Como ejemplo de producto, en ESPRESATI hemos desarrollado una lámpara realizada al 100% mediante corte láser tanto de metales como de metacrilatos:

Se parte de un diseño CAD:

A continuación se genera un modelo del producto para comprobar que las piezas diseñadas encajarán de la forma deseada:

Y finalmente se cortan y montan las piezas:

Gracias al trabajo con los equipos de corte láser, tenemos la certeza de que el producto obtenido es exactamente el proyectado en la fase de diseño. En esta ocasión, además, se consigue un montaje extremadamente sencillo, sin soldaduras y casi exento del empleo de máquinas auxiliares como plegadoras.

 

Héctor Cardona Beltrán
Ingeniero y Redactor DTF
hector@espresati.es · espresati.es

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