El principio de funcionamiento de la máquina de corte por láser es derretir y evaporar la pieza de trabajo por la energía liberada cuando el rayo láser se irradia sobre la superficie de la pieza de trabajo, para lograr el propósito de cortar y grabar.La máquina de corte por láser tiene las características de ahorro de material, incisión suave, alta precisión y alta velocidad de procesamiento., La máquina de corte por láser tiene los siguientes ocho parámetros principales.
1. Velocidad de avance
El tiempo de corte continuo del rayo láser en el punto actual es inversamente proporcional a la velocidad de movimiento del cabezal de corte en el plano del material.Cuanto mayor sea la velocidad, menor será la duración y viceversa.A veces, algunos parámetros geométricos también afectan la velocidad.Por ejemplo, en el caso de un tiempo similar, si el espacio de la pieza de corte es demasiado pequeño, provocará la acumulación de calor en el material.
2. Altura del cabezal de corte
El rayo láser se enfoca debajo de la boquilla a través de la lente, y la densidad de potencia en el punto focal es la más grande.Por lo tanto, la altura del cabezal de corte desde la superficie de corte no solo afecta el área focal del plano, sino que también afecta la densidad de energía en el punto actual.
3. Fotocorriente base
Determina directamente la potencia del rayo láser.Cuando la relación es del 100%, la potencia del rayo láser es máxima.
4. Frecuencia de pulso láser
Además de los rayos láser continuos, también se utilizan rayos láser pulsados, es decir, rayos láser que se conmutan de forma continua y rápida.Al ajustar su ciclo de trabajo para ajustar su poder para lograr algunas funciones especiales.
5. Ciclo de trabajo de pulso láser
Es decir, el porcentaje de tiempo que el láser de pulso está continuamente encendido en un ciclo es proporcional a la potencia del láser.Cuando el ciclo de trabajo es del 100%, es decir, está completamente encendido dentro de un ciclo, es decir, láser continuo.
6. Fuente de alimentación láser
La fuente de alimentación del láser se divide en varias partes para proporcionar energía y, cuando es necesario, algunas partes se apagan por separado para reducir la potencia del láser.
7. Modulación de potencia láser
Para igualar las diferentes velocidades de corte, utilice un equipo especial para ajustar la potencia del láser en cualquier momento.Por ejemplo: cuando se cambia la dirección de corte, la velocidad de traslación del cabezal de corte será menor que la del corte en línea recta.Si no hay un ajuste de potencia en tiempo real en esta sección, la liberación de energía en esta sección será demasiado alta y afectará la calidad del corte;por lo que es necesario utilizar un modulador para reducir el láser.potencia para adaptarse a las necesidades de corte de esquinas.
8. Gas auxiliar
Se inyecta desde la boquilla para proteger el cabezal de corte del humo y el polvo, a fin de mejorar la calidad del corte.Aunque este factor no tiene nada que ver con la potencia del láser y la duración del corte puntual actual, es un factor muy importante para el corte de metales;hay varios gases diferentes para elegir para satisfacer las necesidades de corte de diferentes materiales.
La tecnología de mecanizado láser ofrece muchas características diferentes para diferentes industrias.Independientemente de las características, el proceso de trabajo básico de la mayoría de estas máquinas es el mismo.Estos son los pasos para el funcionamiento de una máquina láser CNC:
1. Cargando el código G
El trabajo de la máquina comienza cuando el operador carga el código G en el sistema.El código G instruye a las máquinas de corte por láser sobre las direcciones de movimiento.
2. Generación de Rayo Láser
Una vez que comienza la operación de la máquina, el resonador láser genera el haz de luz.El proceso de generación de láser puede ser diferente para varios tipos de láseres.El color del láser también puede ser diferente.Por ejemplo, en los láseres de CO2, el generador de láser emite una luz infrarroja.Este rayo láser es totalmente visible para los ojos humanos.
3. Dirigir el láser
Un sistema de dirección desvía el rayo láser al sistema de enfoque.Una serie de espejos puede cambiar de dirección.Un doblador de haz especializado también puede doblar el láser generado hacia el área de enfoque.
4. Enfoque láser
Un sistema de enfoque reduce el ancho del rayo láser y aumenta su potencia.Esto se hace con un cabezal de enfoque láser y una lente de enfoque.El sistema de enfoque también asegura que el rayo láser enfocado sea completamente redondo sin luz parásita.El rayo láser lo emite la máquina a través de una boquilla.
5. Corte de materiales
El rayo láser enfocado se dirige al material de la pieza de trabajo.El punto de contacto se expone al rayo láser durante el tiempo suficiente para derretir el material.La duración de la exposición varía según el grosor y el tipo del material.
6. Movimiento del cabezal de corte
El sistema mecánico mueve la cabeza del láser en las formas requeridas, como indica el código G.La velocidad de movimiento varía según el trabajo en particular.
Corte por láser de CO2
En los cortes por láser de CO2, la amplificación del láser se produce mediante una descarga de gas CO2.Los láseres de CO2 son uno de los primeros y más populares tipos de láseres.La descarga de gas no es enteramente Co2.Contiene CO2, nitrógeno, hidrógeno, xenón y helio.
El corte por láser C02 viene con dos opciones: usar oxígeno o gas nitrógeno.Se prefiere el gas oxígeno para cortar con láser materiales más gruesos.Se prefiere el gas nitrógeno para cortar láminas delgadas con láser.El corte con láser de oxígeno C02 crea una capa de óxido en la superficie cortada.Los procesos de pretratamiento, como el granallado, se realizan en la pieza de trabajo para evitar esto.
Corte por láser de fibra
Los láseres de fibra utilizan fibra óptica para la amplificación de la luz en lugar de la descarga de gas convencional.La luz emitida a través de diodos láser pasa a través de la fibra óptica.El haz de luz resultante es lo suficientemente fuerte como para fundir acero inoxidable de hasta 1 cm de espesor.
Un fuerte sistema de flujo de aire a menudo acompaña al haz de luz.El flujo de aire empuja el material fundido para un corte limpio.La fibra óptica de estos láseres utiliza varios elementos como iterbio, neodimio, erbio y disprosio.
Hay tres configuraciones diferentes para las máquinas de corte por láser:
Configuración de material en movimiento
En la configuración de material en movimiento, el cabezal del láser está completamente estacionario.El material de la pieza de trabajo se mueve en relación con el cabezal de corte por láser.El beneficio es que existe un único lugar donde se acumula el material removido.Esto facilita la extracción de material.Sin embargo, la velocidad de corte de este proceso es más lenta porque mover una pieza de trabajo grande es más difícil que mover un cabezal de corte pequeño.
Otra ventaja principal de la configuración de material en movimiento es que la distancia de viaje del láser permanece constante.Por lo tanto, se requieren menos ópticas.
Configuración híbrida
La configuración híbrida tiene un movimiento parcial del material y un movimiento parcial del cabezal de corte.Convencionalmente, el material se mueve a lo largo del eje X y el láser se mueve a lo largo del eje Y ya que este último es más corto.
La distancia que recorre el rayo láser no es constante.Cuando el cabezal de corte se mueve en el eje Y, la distancia entre el resonador y el cabezal de corte seguirá cambiando.Por lo tanto, se requiere alguna compensación para mantener constante la potencia del láser.Esto se hace aumentando la óptica en comparación con la configuración del material en movimiento.Sin embargo, el proceso de trabajo de estos láseres es más rápido.
Configuración de la óptica voladora
La configuración de la óptica voladora tiene un cabezal de corte móvil pero una mesa de trabajo estacionaria.El cabezal de corte puede moverse tanto en el eje X como en el Y.La configuración de la óptica voladora proporciona una velocidad de corte más rápida entre las tres opciones.
Sin embargo, la distancia del láser cambia constantemente a medida que se mueve el cabezal de corte.Esto requiere una configuración óptica compleja que pueda tener en cuenta la distancia variable.
¿Cuáles son las ventajas del corte por láser?
Precisión: Las cortadoras láser tienen la mayor precisión entre todos los métodos de corte.La alta precisión proviene de la reducción de la luz a un diámetro extremadamente delgado.La precisión es incluso mayor que en procesos como el corte por chorro de agua.
Velocidad: el corte por láser de materiales delgados es extremadamente rápido.La velocidad puede superar fácilmente los 3 metros por minuto.Por lo tanto, las cortadoras láser son comunes en las líneas de montaje de producción en masa.
Versatilidad: el corte por láser funciona en muchas aplicaciones diferentes y para muchos usos diferentes.Esto lo convierte en un método de corte muy versátil.
Personalización: Es posible crear formas personalizadas y personalizadas simplemente cambiando el programa CNC.
Automatización: Las cortadoras láser CNC modernas funcionan con sistemas CNC.El CNC puede controlar automáticamente el movimiento del cabezal de corte.
Corte sin polvo: el uso de un láser no genera polvo en la pieza de trabajo.Por ejemplo, no hay aserrín al cortar madera con láser de fibra.
Menos desperdicio: una cortadora láser es muy precisa y elimina muy poco material de la pieza de trabajo.Esto conduce a un mínimo desperdicio de material.Es extremadamente útil cuando se cortan metales preciosos donde el desperdicio puede generar pérdidas.
Desventajas del cortador láser
Presupuesto: Las cortadoras láser son equipos industriales.Puede ser complicado cumplir con la inversión inicial y los costos de mantenimiento si tiene un presupuesto ajustado.
Seguridad: La seguridad no es una gran limitación con los láseres modernos, ya que vienen con medidas de seguridad.Sin embargo, el operador aún requiere capacitación en seguridad.
Materiales inseguros: Ciertos materiales no son seguros para cortar con un láser.Es importante conocer estos materiales de antemano para evitar daños a la máquina y lesiones a las personas.
Espesor: el corte por láser funciona bien para materiales delgados como láminas de metal.Sin embargo, no funciona para materiales gruesos como bloques de metal.
Estas son algunas de las técnicas de corte alternativas que utilizan las industrias y su rendimiento en comparación con las cortadoras láser:
Corte por chorro de agua
El corte por chorro de agua se destaca frente a los cortadores láser.El chorro de agua proporciona la ventaja de no tener material fundido, ya que es un proceso de corte en frío.El láser, sin embargo, brinda beneficios tales como un mejor borde y una mayor precisión.La falta de requerimiento de agua es otro punto a favor de las cortadoras láser.
Corte por plasma
El corte por plasma también funciona derritiendo el material en el área de corte.Sin embargo, el corte por plasma solo funciona para materiales eléctricamente conductores como metales y aleaciones.Esta es una gran desventaja del proceso.Las cortadoras láser pueden trabajar en cualquier material.También proporcionan propiedades de grabado.
Corte por electroerosión
El corte por electroerosión elimina material mediante descargas eléctricas.Al igual que el corte por plasma, la electroerosión también se limita a los metales conductores.Sin embargo, el láser funciona en todos los materiales y proporciona mejores resultados.El láser también es capaz de grabar, pero EDM no.
Mecanizado CNC
Las máquinas CNC como molinos y tornos dependen de herramientas de corte físicas.Estas herramientas se desgastan rápidamente debido a la fricción con el material.Sin embargo, un láser no requiere herramientas físicas.Además, las cortadoras láser brindan una mejor precisión que las máquinas CNC.
Puñetazos
El punzonado crea recortes a través de la fuerza física del troquel.El punzonado puede ser un proceso metalúrgico económico.Sin embargo, la calidad y precisión del punzonado es bastante pobre.Las cortadoras láser proporcionan resultados mucho mejores.
Impresión 3d
La impresión 3D se utiliza para la fabricación aditiva de materiales plásticos.No pueden replicar los resultados de las máquinas láser.Los productos impresos en 3D tienen defectos significativos que a menudo son visibles.Los resultados de las impresoras 3D son bastante inferiores a los de una máquina láser.Además, las impresoras 3D tienen una gama de materiales limitada.
Notas finales
Las técnicas de corte por láser son el método de referencia para cualquier aplicación que requiera incisiones de precisión y calidad.Los procesos de marcado láser llevan las capacidades de la tecnología un paso más allá.
Los láseres pueden cortar los materiales más duros y grabar fácilmente piezas de trabajo sin cortarlas por completo.Si está buscando equipos de corte industrial para su taller, las cortadoras láser pueden ser la opción perfecta.
