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Cortadoras Láser para Metales

¿Qué son y cómo funcionan?

¿Qué son?

Una cortadora láser está hecha de un resonador láser que produce el rayo y un sistema mecánico que mueve el láser sobre el metal en un patrón controlado por computadora. Dependiendo del tipo de láser que sea.

El corte con láser de Fibra óptica es una técnica empleada para cortar láminas de metal caracterizada en que su fuente de energía es un láser que concentra luz en la superficie de trabajo. Para poder evacuar el material cortado es necesario el aporte de un gas a presión como por ejemplo oxígeno, nitrógeno o argón.

Es especialmente adecuado para el corte previo y para el recorte de material sobrante pudiendo desarrollar contornos complicados en las piezas.

Los láseres se clasifican de acuerdo al medio activo que se emplea para su generación. Así, los más empleados en los procesos de corte son:

Láser de Nd: YAG (en estado sólido): se genera a partir de la excitación de cristal de YAG dopado con iones de Nd.

Láser de CO2 (en estado gaseoso): se genera por excitación de un gas compuesto de CO2, N2 y He.

marcadoras laser multimateriales

¿Cómo se fabrica?

Resonador

Para hacer el resonador láser se fresan dos bloques de aluminio cada uno sostendrá un espejo en extremos opuestos del resonador, estos reflejarán la luz de un lado a otro dentro de la cámara para formar el rayo del láser.

Todas las partes se someten a una solución de limpieza porque cualquier contaminante puede acortar la vida útil del láser, el ensamblaje se lleva a cabo en un cuarto sumamente limpio, después de montar los bloques de aluminio en tubos de aluminio por separado se pone un tubo dentro del otro. Estos forman la estructura principal del resonador.

Se instala un conector eléctrico en uno de los bloques, después se fija un espejo en cada bloque de aluminio, se sellan y se llena el resonador con un gas presurizado. Este gas es una mezcla de Nitrógeno, Dióxido de carbono y Helio.

Para que el rayo láser corte bien debe tener la forma correcta, pero el rayo es invisible, por eso para ver su forma se debe apuntar a un cubo de plástico y observar la forma que hace. Se afina gradualmente la forma del rayo ajustando los espejos en el resonador.

Trabajan hasta que el láser corta una forma cónica en el plástico. Encima de los tubos se instala una carcasa cuadrada que contiene una serie de espejos que refinan el rayo. Mientras tanto una soldadora robótica une láminas de acero para construir la carcasa del resonador láser.

resonador laser
partes de una cortadora laser

Sistema mecánico

Un sistema de cremallera y piñón propulsa la unidad móvil donde se encuentra el cabezal. Las cremalleras del sistema deben estar perfectamente alineadas para que la máquina corte con precisión por eso un técnico utiliza equipo de medición para revisar las cremalleras y utiliza varias herramientas para hacer ajustes.

resonador laser

¿Cómo se genera el rayo láser?

 

Un generador aplica energía eléctrica en una mezcla presurizada de gases que producen partículas de luz llamadas fotones. Los espejos en ambos extremos del resonador dirigen los fotones de un lado a otro creando el rayo láser.

EL láser es luz, por lo que para conseguir una mejor potencia del láser se utilizan los espejos, si diriges la luz hacia un espejo y colocas otro justo frente a él, la luz rebotará de un sitio a otro una y otra vez, pero si la luz pasa a través del aire las partículas de luz o fotones se absorben lentamente y la luz pierde intensidad. Por eso se debe reemplazar el aire con algo llamado medio de ganancia. Cuando este medio recibe electricidad sucede algo extraordinario. Cada vez que la luz pasa por allí se liberan más fotones y la luz es más intensa.

Trayectoria del laser
El haz láser se obtiene de las radiaciones luminosas que emite un determinado material al ser excitado mediante una fuente de energía externa (luminosa, eléctrica,). Dichas radiaciones son amplificadas y conducidas mediante un sistema óptico hasta la boquilla, donde el haz es focalizado y dirigido hasta el punto deseado de la pieza. En esa zona de incidencia del rayo se consigue una elevada densidad de energía térmica concentrada que produce la volatilización (pasa de estado sólido a estado gaseoso) del material.

¿Por qué se utiliza gas en el corte láser?

El proceso de corte por láser requiere de un gas de asistencia que fluye a través de la propia boquilla coaxial al haz de láser. Entre otras funciones, este gas favorece la eliminación del material sobrante y protege las lentes de salpicaduras, además de que puede ser inerte para evitar oxidaciones o activo para contribuir al proceso térmico. En los materiales que no se licuan, como papel, madera, lana, algunos plásticos, el chorro de gas inerte impide que se queme el material, mientras que en los que se funden, además de retirar el material fundido, contribuye al proceso.

partes de la cortadora laser

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