Corte por láser vs. corte por plasma

En los programas de fabricación, tanto el corte por láser como el corte por plasma son procesos que utilizan calor para cortar metal. Por lo tanto, es fundamental analizar la elección correcta. Cada uno de estos dos métodos de corte térmico es adecuado para su tipo de trabajo. El método más adecuado para usted depende de su presupuesto y del tipo de material a cortar. Además, sus requisitos de precisión de corte y la velocidad con la que desea completar el trabajo también influirán en su elección.

En este artículo, analizaremos las ventajas y desventajas del corte por plasma y el corte por láser. Al compararlos, podrá elegir la opción más adecuada.

¿Qué es el corte por láser?

El corte por láser es un método que permite cortar una lámina de material sin tocarla. Un rayo láser enfocado funde y vaporiza con precisión el material para cortar formas complejas. En 1964, una empresa industrial utilizó por primera vez una cortadora láser para fabricar moldes.

Con el tiempo, las herramientas de corte por láser han mejorado cada vez más. Yonglihao Machinery puede ofrecer a los clientes herramientas de corte por láser de alta calidad. servicios de corte por láserCon tolerancias tan bajas como ±0,003 mm, los cortadores láser CNC pueden controlar con precisión el movimiento del cabezal láser a través de códigos G y M.

¿Cómo funciona el corte por láser?

El proceso de corte por láser se realiza mediante un sistema láser complejo que consta de numerosos componentes. Las funciones de estos componentes incluyen la fabricación del láser y el guiado del haz a lo largo de una trayectoria de corte predefinida.

El primer paso del proceso es crear el láser. Una fuente de luz eléctrica (chispa) acelera los átomos en el medio láser (p. ej., dióxido de carbono o fibra óptica). Como resultado de este efecto, se produce un haz de luz muy concentrado, que se intensifica mediante espejos y se envía al área de corte. Un conjunto de lentes de enfoque converge la luz en un punto brillante. Al pasar por la boquilla, la densidad energética aumenta.

Además, una antorcha de corte láser o un cabezal de enfoque permiten que el cabezal de la boquilla se mueva a lo largo de una trayectoria predefinida, controlada por un programa CNC. A medida que el láser enfocado calienta una pequeña área, funde el material. Una corriente de gas expulsa el material fundido.

Tipos de máquinas de corte por láser

Existen tres tipos principales de máquinas de corte láser utilizadas en la producción. Reciben su nombre del medio utilizado para crear el haz láser: CO₂, fibra óptica y cristales de Nd:YAG. Estos medios láser tienen diferentes longitudes de onda: 10,6 µm, 1,06 µm y 1,06 µm, respectivamente. Las variaciones en la longitud de onda afectan el efecto del láser sobre diferentes materiales. Por ejemplo, algunos materiales absorben longitudes de onda específicas mejor que otros.

• Cortadora láser de CO₂Utiliza una mezcla de dióxido de carbono para producir un haz láser enfocado. Es ideal para cortar láminas no metálicas como plástico y madera.
• Máquina de corte por láser de fibraLa luz se amplifica mediante fibra óptica para producir un láser. Es ideal para cortar láminas metálicas.
• Nd:YAG:El medio láser de este tipo de láser está formado por cristales YAG dopados con neodimio.

¿Qué es el corte por plasma?

El proceso de cortar chapa metálica en una corriente de gas ionizado caliente se conoce como corte por plasma. Una chispa eléctrica genera una gran cantidad de calor en un gas comprimido (como aire, hidrógeno o argón), lo que provoca el movimiento de los átomos. Las moléculas chocan entre sí, separándose del gas. Esto se conoce como plasma, y el proceso puede alcanzar temperaturas superiores a los 20 000 °C.

En equipos industriales, las máquinas de corte por plasma CNC cortan materiales con precisión mediante el control del flujo de plasma. Una cortadora de plasma puede cortar metales mucho más gruesos que una cortadora láser. Incluso puede cortar metales de hasta 3,8 cm de espesor.

¿Cómo funciona el corte por plasma?

La antorcha de plasma es el equipo más importante para este proceso. Consta de varias partes, entre ellas un electrodo, una fuente de gas, una boquilla y un gas protector. El electrodo crea un arco eléctrico en un gas comprimido, como aire o un gas inerte. La boquilla dirige el chorro de plasma hacia el objetivo.

Cuando el chorro de plasma incide sobre la superficie de trabajo, calienta el área y funde el material. Al mismo tiempo, el chorro de alta velocidad arrastra el material líquido del corte.

Tipos de máquinas de corte por plasma

Las máquinas de corte por plasma pueden equiparse con diferentes tipos de cabezales de corte para cortar materiales sobre la mesa. Los tipos más comunes incluyen cortadoras de plasma de aire, oxígeno, HD y CNC.

• Cortadora de plasma de aireEste tipo de cortadora utiliza aire como medio láser. Es ideal para cortar piezas pequeñas o pequeñas cantidades de piezas.
• Cortador de plasma de oxígeno:El plasma que se forma cuando se ionizan las moléculas de oxígeno es más preciso y complejo que el corte con aire.
• Máquina de corte por plasma CNCLa trayectoria de corte se puede controlar por computadora, lo que garantiza un corte preciso y uniforme. La mayoría de las empresas utilizan este cortador de plasma automatizado, ya que realiza el trabajo de manera excelente.

Diferencias entre el corte por láser y el corte por plasma

Al comparar el corte por láser y el plasma, los principales aspectos a considerar son la fuente de potencia, el tipo de material que se puede cortar, la velocidad, el espesor y el costo.

Exactitud y precisión de corte

Una de las principales diferencias entre el corte por láser y el corte por plasma es la precisión del corte. Un rayo láser está más enfocado que un chorro de plasma, por lo que puede localizar objetos con precisión en espacios reducidos. Permite cortar curvas suaves y uniformes con tolerancias reducidas y superficies de corte sin rebabas. El corte por plasma, en cambio, es menos preciso y requiere una ranura más grande. Con el corte por láser, las tolerancias pueden ser de tan solo ±0,030 mm. Con el corte por plasma, la tolerancia es de tan solo ±0,1 mm.

Velocidad y eficiencia

La velocidad de corte de una cortadora de plasma o láser depende del espesor del material. La cortadora láser es casi el doble de rápida que la cortadora de plasma al cortar placas de menos de 1,25 mm de espesor. Sin embargo, las cortadoras de plasma son superiores al cortar placas más gruesas.

Además, la velocidad de corte varía según la fuente de alimentación y el material a cortar. Por ejemplo, un láser de 200 vatios puede cortar acero dulce de 3 milímetros de espesor a velocidades de hasta 10 metros por minuto. Por otro lado, las cortadoras láser consumen menos energía que las cortadoras de plasma. Esta es otra ventaja.

Materiales que se pueden cortar

El sistema láser puede cortar una amplia gama de materiales, como acero, aluminio, cobre, acrílico, plásticos termoestables, caucho y madera. En cambio, el corte por plasma solo se puede utilizar con metales conductores. Esto se debe a que el arco de plasma requiere un circuito para su movimiento. El circuito se completa cuando el material conductor actúa como "tierra".

Aunque los láseres pueden utilizarse en muchos materiales diferentes, algunos de ellos presentan riesgos operativos y ambientales. Por ejemplo, el PVC puede emitir humos peligrosos. Además, el tipo de láser utilizado puede afectar la compatibilidad de los materiales.

Acabado de la superficie

Las superficies metálicas cortadas con láser son lisas y sin rebabas, con bordes afilados y limpios. Esto se aplica incluso a cortes estrechos y diseños complejos. Por lo tanto, se requiere muy poco o ningún posprocesamiento después del corte. Por otro lado, el corte por plasma produce escoria y bordes más rugosos. Por lo tanto, requiere pulido, arenado y otros tratamientos posteriores.

Además, el tipo de material, el grosor y el tipo de láser afectan el valor de rugosidad (Ra), que suele estar entre 0,8 y 6 micras. En algunos casos, el corte por plasma puede proporcionar un mejor acabado superficial que el corte por láser de fibra.

Costos y gastos operativos

Las cortadoras de plasma CNC tienen bajos costos de instalación, con un precio de entre 10.000 y 100.000 dólares. En cambio, una máquina de corte láser es compleja de instalar, cuenta con equipos avanzados y es cara. Suele costar entre 50.000 y 500.000 dólares. Por lo tanto, el costo de funcionamiento de las máquinas de corte láser es ligeramente superior al de las máquinas de corte por plasma.

Es importante tener en cuenta que el costo del corte por láser o plasma depende de la complejidad del diseño, la precisión requerida y el grado de competencia en el mercado. En China, el costo del corte por láser es de 15-20 USD/hora, que es significativamente más bajo que el costo en los EE. UU. y Europa. Yonglihao Machinery puede brindarle servicios de corte por láser de alta calidad a un costo menor.

Espesor de corte

Si comparamos la capacidad de espesor del corte por láser y el corte por plasma, el corte por plasma es muy eficaz para materiales más gruesos. Por otro lado, el corte por láser está limitado a un espesor de 25 milímetros. Además, el espesor también depende del material a cortar.

Aplicaciones

El corte por plasma es conocido por su velocidad y espesor en industrias pesadas como la construcción naval. Algunos ejemplos incluyen vigas estructurales, piezas marinas, maquinaria agrícola y componentes de petróleo y gas. El corte por láser se utiliza en una amplia gama de aplicaciones que requieren precisión, como la joyería, la electrónica, la industria aeroespacial y la automoción.

Ventajas y desventajas del corte por láser

Los siguientes son los más importantes Ventajas y desventajas del corte por láser.

Ventajas del corte por láser

• Automatización y precisiónLos láseres CNC permiten procesar patrones finos con diseños complejos manteniendo tolerancias muy ajustadas. Esto es posible gracias al control digital en la dirección correcta mediante códigos G y M.
• Corte limpio y sin rebabas:El láser corta lados y bordes limpios y nítidos.
• Versatilidad del material:Corta metales, plásticos, telas, compuestos y muchos otros materiales.
• Velocidad y eficienciaNo es necesario reajustar ni ajustar las herramientas para modificar el diseño. Además, el corte láser genera menos desperdicio de material, consume menos energía y es más rápido.
• Sin endurecimiento de la pieza de trabajo:El corte sin cizallamiento elimina el riesgo de endurecimiento de la pieza de trabajo cerca del área de corte.

Desventajas del corte por láser

• Limitaciones de espesor:Por muy alta que sea la potencia de un cortador láser, no puede cortar placas con un espesor superior a 25 o 30 mm.
• Un desafío para los metales reflectantesLos materiales que reflejan la luz, como el cobre, el latón y la plata, son difíciles de cortar. Esto se debe a que el haz de luz solo alcanza una parte de su superficie.
• Altos costosLos costos de instalación y funcionamiento de la máquina son mayores que los de otros métodos de corte. Esto significa que, para productos que no requieren una superficie muy lisa ni alta precisión, este método podría no ser adecuado.

Ventajas y desventajas del corte por plasma

Las siguientes son las principales ventajas y desventajas del corte por plasma.

Ventajas del corte por plasma

• Corte de materiales más gruesosLas antorchas de plasma guiadas por CNC pueden cortar materiales más gruesos de forma más rápida y eficiente, hasta 150 milímetros de espesor para algunos materiales.
• Ventaja de costos:El corte por plasma es un método económico tanto para materiales ligeros como pesados.
• Seguridad operacionalEn lugar de un mecanismo de corte basado en oxígeno, utiliza un gas inerte para formar un chorro de plasma dentro de la antorcha. Por lo tanto, ofrece máxima seguridad.
• Corte de metales que reflejan la luz:A diferencia de los láseres, el corte por plasma es excelente para metales que reflejan la luz, como la plata.

Desventajas del corte por plasma

• Sólo metales conductores:El corte por plasma sólo es adecuado para metales y aleaciones conductores.
• Riesgo de daño térmicoEl corte por plasma crea una amplia zona afectada por el calor. Esto puede dañar las propiedades térmicas originales del material de la pieza de trabajo.
• Mala calidad de la superficie:El flujo de plasma crea rebabas y virutas, lo que da como resultado un corte más rugoso del metal.

Cómo elegir el método de corte adecuado para su proyecto

La elección de una cortadora de plasma o láser para su proyecto depende de muchos factores. Por ejemplo, la complejidad del diseño y su presupuesto. Además, el material con el que trabaja y sus requisitos finales también influirán en la elección.

A continuación se presentan cuatro aspectos importantes a tener en cuenta al elegir el método adecuado:

Tipo de material

¿Qué forma de pieza o placa va a cortar? ¿Es conductora de electricidad? Si se trata de un material no conductor, solo puede optar por una cortadora láser. Además, incluso si está seguro de usar una cortadora láser, verifique la compatibilidad de su material con los tipos de láser disponibles (CO2, fibra y cristal).

Espesor y dimensiones

Si su diseño incluye piezas de más de 30 mm de grosor, opte por el corte por plasma. De lo contrario, verifique las velocidades de corte de ambas tecnologías para el grosor especificado. Por otro lado, las piezas más pequeñas son más adecuadas para el corte por láser, ya que el corte por láser produce una zona afectada por el calor menor.

Objetivos de precisión y costes

Cuanto menores sean las tolerancias, mayores serán los costos. Por lo tanto, intente obtener la mayor precisión posible al menor costo posible. Luego, compruebe qué método se ajusta mejor a su presupuesto sin perder la precisión requerida.

Complejidad del diseño

Los cortes complejos y precisos solo se pueden lograr con una máquina de corte láser CNC. Para diseños con microcontornos, esquinas afiladas, radios pequeños (<1 mm), grabados, etc., una cortadora láser CNC es la opción ideal.

Resumen

Además de las numerosas diferencias entre el corte por láser y el corte por plasma, ambos tipos de corte son valiosos en proyectos de metalurgia. Además, la elección del tipo de corte depende de los requisitos específicos del proyecto, como el tipo de material, la precisión requerida y el presupuesto. Puede consultar el coste y los resultados esperados de cada método.

Si aún no está seguro de cuál elegir, consulte con un profesional. En Yonglihao Machinery, le ofrecemos soluciones profesionales. Servicios de corte por láser CNCAdemás, nuestros ingenieros brindarán asesoramiento sobre optimización del diseño, análisis de costos y las ventajas comparativas de cada método antes de entrar en la fase de producción.

Preguntas frecuentes

¿Qué método de corte cuesta menos?

El corte por plasma es más económico que el corte por láser. Esto se debe a que el equipo necesario para la fabricación y el corte por plasma es más sencillo. Sin embargo, si la funcionalidad o el rendimiento son importantes, el corte por láser ofrece la precisión suficiente para justificar su precio.

¿Pueden estos dos métodos cortar la misma cosa?

Ambos pueden cortar metales conductores, pero con diferentes rangos y calidades. Las cortadoras láser pueden cortar acero dulce, acero inoxidable, aluminio y algunos materiales no metálicos. El plasma, por otro lado, puede cortar acero, acero inoxidable y otros materiales metálicos.

¿Cuál es el espesor máximo de corte para el corte por láser frente al corte por plasma?

El espesor máximo de corte de una cortadora láser es de 30 mm (aproximadamente 1 pulgada). Las cortadoras de plasma tienen un espesor máximo de corte de 50 mm (aproximadamente 2 pulgadas). Además, algunas herramientas de plasma de alta potencia pueden cortar hasta 100 milímetros o más.