Descripción general de las máquinas láser para cortar metal y su selección.

Los equipos de corte por láser para metales se utilizan en una amplia variedad de industrias: ingeniería mecánica, metalurgia y fabricación de muebles. Esta popularidad se debe al hecho de que le permite crear partes de una forma compleja con un mayor nivel de precisión. Dicho equipo se discutirá en nuestro artículo.

Los cortadores láser de metal tienen tres funciones principales:

• grabado: dibujo de una imagen, texto e incluso una fotografía sobre una superficie metálica;
• Corte por láser;
• corte curvilíneo.

En todos los casos, se forma una plantilla según la cual el módulo de control numérico establece los parámetros de corte. El resultado es un producto perfectamente preciso.

El diseño de cualquier cortadora láser incluye varios bloques:

• emisor: responsable de generar una corriente de fotones o un pulso láser de enfoque estrecho;
• unidad de movimiento de gas: diseñada para expulsar el metal caliente del área de trabajo y enfriar el radiador;
• unidad: se utiliza para mover el emisor sobre la superficie tratada;
• mesa de corte de trabajo: es en ella donde se coloca la pieza de trabajo, mientras que la mesa puede ser reemplazable;
• Módulo CNC / ACS.

El principio de funcionamiento de tales máquinas se basa en la generación de un rayo estrecho mediante un tubo láser que realiza el procesamiento de metales. Como resultado del contacto del rayo con la superficie del material que se está procesando, se produce un efecto de alta temperatura que permite grabar o cortar metal. En este caso, el flujo de la mezcla de gases expulsa la capa de material fundido, lo que asegura un corte de alta calidad. Estas máquinas se pueden utilizar para trabajar con todo tipo de chapa de acero, así como con metales no ferrosos y sus aleaciones.

La esencia del trabajo de cualquier cortadora láser es enfocar un rayo dirigido estrechamente, como resultado de lo cual la energía se concentra en la superficie del material procesado. El diámetro de dicha viga no supera las décimas de milímetro, lo que garantiza el grosor mínimo de corte. El curso de la fusión y la posterior transformación de la estructura metálica se producen como resultado de llevar las características de potencia del rayo láser a ciertos parámetros. Dependiendo del mecanismo de operación, existen cuatro tipos principales de tales máquinas.

El corte por láser de metal se puede realizar en un ambiente de oxígeno o nitrógeno, la elección depende de las características del metal a procesar. Entonces, como resultado de la exposición al oxígeno, se desencadenan reacciones exotérmicas, cuya energía térmica permite cortar láminas bastante gruesas de acero de baja aleación y acero al carbono.

No se recomienda cortar superficies galvanizadas o galvanizadas en oxígeno. En este caso, el corte es desigual, además, aumenta el riesgo de formación de escoria. Al cortar acero inoxidable o de alta aleación, no es deseable permitir la oxidación del punto de corte. Es por eso que, cuando se trabaja con tales metales, se demandan gases inertes, la mayoría de las veces nitrógeno.

Se puede utilizar cualquier medio de gas para cortar aluminio. Pero para trabajar con aleaciones de titanio no se puede utilizar ni una ni la otra, ya que ambos gases comienzan a ser absorbidos por la superficie del metal y forman una capa quebradiza. Para este material, se debe dar preferencia a los dispositivos láser que operan en helio o argón de alta pureza.

En general, cualquier cortadora láser de gas proporciona la máxima onda de radiación, por lo que son muy solicitados cuando se procesan chapas de metal de máximo espesor.

Los dispositivos láser de fibra óptica proporcionan una alta eficiencia y productividad del equipo, que a menudo se implementan en forma de mini máquinas. Tienen las siguientes ventajas.

• Calidad de luz de carretera. La línea de corte es más delgada y el punto es más pequeño, lo que generalmente mejora la eficiencia del trabajo.
• Alta velocidad de corte. En comparación con el gas, es el doble.
• Durabilidad. El uso de un láser de fibra óptica profesional asegura un rendimiento estable hasta 100 mil horas de funcionamiento del equipo.
• Eficiencia incrementada. La eficiencia de la conversión fotoeléctrica en el corte de fibra óptica corresponde al 30%, que es 2-3 veces más que cuando se corta con láser en un entorno de gas.
• Bajo costo de uso. El consumo de energía de las instalaciones de fibra óptica no supera el 30% del corte por láser en atmósfera de gas.
• Costes mínimos de mantenimiento. La ausencia de la necesidad de lentes reflectantes ahorra mucho dinero en el mantenimiento de la máquina.
• El funcionamiento de dicho equipo no es particularmente difícil. Debido a la transmisión de la fibra óptica, no es necesario ajustar los parámetros del camino óptico.

El principal elemento de trabajo de un cortador láser de diodo es un emisor en forma de cristal semiconductor formado como resonador óptico. Además del diodo, dicho láser incluye un dispositivo especializado para alimentar desde una red de corriente alterna. Esto le permite variar los parámetros de la radiación de salida.

Sin embargo, un láser de tipo diodo es significativamente inferior a los de gas y fibra óptica en términos de parámetros de coherencia. El enfoque da una gran divergencia, por lo que es imposible concentrar energía en el volumen máximo. La única ventaja de dicho equipo es su relativa economía en relación con todos los demás modelos.

El principio de funcionamiento de un láser de estado sólido es similar al de gas. Pero también tiene sus propias características. A diferencia del medio gaseoso, aquí se utiliza un medio activo de formas sólidas. Como regla general, estos son cristales y varios vidrios que se activan al entrar en contacto con elementos de tierras raras. Dichos láseres se caracterizan por una mayor eficiencia, mientras que varios modelos son de tamaño bastante compacto. Estas antorchas producen haces con longitudes de onda que pueden manejar una amplia variedad de metales y espesores.

Hoy en día existen en el mercado cortadoras láser para metal de una variedad de fabricantes. Entre las empresas extranjeras en el mercado nacional, los productos de fábricas ubicadas en países europeos, EE. UU., Así como en Japón y Taiwán son muy populares:

• Trumpf (Alemania);
• Schuler (Alemania);
• Trotec (Austria);
• Farley Laserlab (Australia);
• GCC (Taiwán).

Además, los productos fabricados en China ocupan una gran cuota de mercado. La opinión al respecto es ambigua, muchos dudan de su calidad.Sin embargo, algunas marcas con instalaciones de producción en China operan con tecnología suiza y bajo un estricto control por parte del cliente. Producen máquinas de corte por láser con características técnicas y operativas extremadamente altas. Estas empresas incluyen:

• Conejo;
• Wattsan;
• Bodor.

En Rusia, los cortadores láser son producidos por las empresas industriales Semiconductor Devices, LOMO, Plasma e Inversion. Cada uno de ellos ofrece ciertos tipos de sistemas láser. No hay empresas en nuestro país que se dediquen a la producción de todo tipo de máquinas láser al mismo tiempo.

Al elegir un cortador láser para metal, debe prestar atención a las siguientes características.

• Surtido de materiales. En primer lugar, es necesario tener en cuenta las características específicas de la empresa. Es importante aclarar de qué están hechas las piezas a cortar y cuál es su grosor. Estos factores deben compararse con los datos técnicos de la máquina, el tamaño del área de trabajo y los parámetros operativos del equipo.
• Poder. La potencia media de todas las máquinas láser en la actualidad oscila entre 500 y 6000 vatios. Si planea cortar láminas de metal de menos de 6 mm de grosor, un cortador láser de 500-700W será suficiente. Para trabajar con material más grueso, debe seleccionar las máquinas con la potencia máxima.
• Aparejo. Cuando se trata de máquinas de fibra óptica, hay que prestar atención a los consumibles: servomotores, guías, cabezales de corte, quimeras y otros. La calidad y funcionalidad de estos componentes afecta la precisión y velocidad del corte por láser. Algunos fabricantes sin escrúpulos completan el equipo no con componentes originales, sino con sus contrapartes para reducir costos. Esto puede resultar confuso para el comprador. Por tanto, la información sobre el origen de los consumibles debe aclararse con antelación.
• Calidad del equipo. En los últimos años, ha habido una tendencia a reducir el ciclo de producción en la mayoría de las empresas. Muchas firmas, especialmente aquellas que han ingresado recientemente al mercado, no prestan suficiente atención a probar sus cortadoras láser antes de la entrega al cliente y no realizan control de calidad de los equipos. Por lo tanto, al elegir una máquina, es muy importante prestar atención a la disponibilidad de los servicios de prueba y la preparación previa a la venta por parte del fabricante.
• Servicio de mantenimiento. Al seleccionar el equipo, es mejor dar preferencia a las máquinas de aquellos fabricantes cuyos servicios de servicio están representados en la región de uso. De lo contrario, cualquier defecto en el curso de la operación conducirá a reparaciones a largo plazo y, en consecuencia, tiempo de inactividad de la producción.

Las máquinas de corte por láser de metal son versátiles. Y esto se aplica tanto a los materiales utilizados como a la amplitud de las posibilidades de producción. En particular, se pueden utilizar para cortar y grabar metales.

El uso más común de equipos láser es el corte de material. Las máquinas herramienta en las que la herramienta de corte principal es un láser están muy extendidas en el trabajo de los metales. Te permiten hacer:

• elementos individuales de estructuras publicitarias interiores y exteriores;
• constructores de metal y rompecabezas;
• artículos de decoración;
• piezas para modelado de automóviles y aviones;
• souvenirs.

El grabado láser de productos metálicos puede convertir lo más simple en un regalo invaluable. El grabado más claro se obtiene mediante un rayo láser. Las imágenes aplicadas en esta técnica tienen una vida útil ilimitada, no temen la abrasión, los efectos de las soluciones ácido-alcalinas, el agua, la radiación ultravioleta y las temperaturas extremas.

Con la ayuda de un láser controlado por computadora, puede obtener una imagen con el máximo de detalle. A menudo, se crean patrones intrincados en superficies metálicas e incluso se reproducen fotografías.

Con el rayo láser, no solo se pueden grabar superficies planas sino también convexas. En este caso, se conecta un mecanismo de fijación de piezas de trabajo especializado al motor de la máquina. La rotación del motor se transfiere a la pieza de trabajo, comienza a moverse a una velocidad determinada y el rayo láser aplica una imagen desde todos los lados.