Principios básicos de la máquina de corte por láser

Máquina de corte por láser

El corte por láser es un método popular y versátil que se utiliza en diversas industrias para el corte de precisión de materiales.Implica el uso de un rayo láser enfocado para cortar materiales con alta precisión y velocidad.Las máquinas de corte por láser utilizan los principios de la óptica, la termodinámica y la ciencia de los materiales para lograr operaciones de corte precisas y eficientes.En este artículo, exploraremos en detalle los principios básicos de las máquinas de corte por láser.

1. Conceptos básicos del láser:

Un láser (Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es un dispositivo que produce un haz concentrado de luz coherente.Consta de tres componentes principales: un medio activo, una fuente de energía y un resonador óptico.El medio activo, que puede ser sólido, líquido o gaseoso, emite fotones cuando es energizado por la fuente de energía.El resonador óptico refleja los fotones de un lado a otro a través del medio activo, amplificando y alineando las ondas de luz.Este proceso conduce a la formación de un rayo láser potente y coherente.

2. Tipos de láser:

Existen varios tipos de láseres que se utilizan en las máquinas de corte por láser, incluidos los láseres de CO2, los láseres Nd:YAG y los láseres de fibra.Los láseres de CO2 son el tipo más común y utilizan una mezcla de dióxido de carbono, nitrógeno y helio como medio activo.Los láseres Nd:YAG utilizan un cristal de estado sólido, como el granate de itrio y aluminio dopado con neodimio, como medio activo.Los láseres de fibra, por el contrario, utilizan como medio activo una fibra óptica dopada con elementos de tierras raras.Cada tipo de láser tiene sus propiedades únicas y es adecuado para aplicaciones de corte específicas.

3. Proceso de corte por láser:

El proceso de corte por láser consta de varios pasos.Primero, el rayo láser es generado por la fuente láser y guiado a través de una serie de espejos y lentes hasta el cabezal de corte.El cabezal de corte contiene ópticas de enfoque que concentran el rayo láser en un punto pequeño.A continuación, el rayo láser enfocado se dirige al material a cortar.

4. Interacción material:

Cuando el rayo láser interactúa con el material, se producen varios procesos.El intenso calor generado por el rayo láser eleva rápidamente la temperatura del material, provocando que se derrita, se vaporice o sufra una reacción química.La interacción específica depende de las propiedades del material, como su coeficiente de absorción y punto de fusión, así como de los parámetros del láser, como la densidad de potencia y la duración del pulso.

5. Fusión y Vaporización:

Para materiales con puntos de fusión bajos, como los plásticos, el rayo láser puede derretir el material a medida que lo corta.Luego, el material fundido es expulsado por un chorro de gas, creando una ranura (el ancho de corte).En el caso de materiales con puntos de fusión más altos, como los metales, el rayo láser vaporiza el material directamente, creando un corte estrecho y preciso.

6. Asistencia de gas:

La asistencia de gas se utiliza comúnmente en el corte por láser para mejorar el proceso de corte.Se sopla un gas, como oxígeno o nitrógeno, a través de la boquilla del cabezal de corte sobre la superficie del material.El gas ayuda a eliminar el material fundido o vaporizado de la zona de corte, enfría el material y evita la aparición de rebabas o escoria.La elección del gas depende del material a cortar y de la calidad de corte deseada.

7. Ancho y conicidad de la ranura:

El ancho de la sangría, o el ancho del corte, está determinado por varios factores, incluida la potencia del láser, el tamaño del punto focal, el espesor del material y la velocidad de corte.El ancho de la ranura se puede controlar ajustando estos parámetros para lograr la precisión de corte deseada.Además, el corte por láser puede dar como resultado un fenómeno llamado conicidad, donde el corte tiene una forma ligeramente cónica.El ángulo del cono depende de las propiedades del material y de los parámetros del láser y puede minimizarse optimizando las condiciones de corte.