En Yonglihao Machinery, una empresa líder empresa de creación de prototipos, Utilizamos el corte por láser de chapa metálica para piezas que requieren una geometría limpia, precisión repetible y una entrega rápida. servicios de corte por láser Son prácticos para soportes, cubiertas, carcasas y bastidores de máquinas. También son compatibles con muchos otros componentes de diseño plano.
En este artículo, me centraré en una pregunta: ¿qué es el corte láser de chapa metálica? También explicaré qué esperar de él. Aprenderá sobre los principales tipos de láser y los modos de corte más comunes. También abordaremos sus principales ventajas, limitaciones y algunas reglas de diseño para evitar costosas modificaciones.
¿Qué es el corte por láser de chapa metálica?
El corte por láser de chapa metálica es un proceso de corte térmico controlado por un CNC. Utiliza un haz láser enfocado para fundir o vaporizar el metal a lo largo de una trayectoria programada. Esto separa un perfil de forma neta de una chapa.
En la práctica, se obtiene un contorno definido y un pequeño espacio de corte, conocido como corte. La calidad del borde depende del material, su espesor, el gas auxiliar y la configuración de la máquina.
La parte de chapa metálica es importante. El proceso es más eficaz cuando la geometría es mayoritariamente 2D y el material es plano. La parte CNC también es clave. La trayectoria de corte sigue la salida CAD/CAM con alta repetibilidad entre lotes.
¿Cómo funciona el corte por láser de chapa metálica?
El corte por láser funciona concentrando la energía lumínica en un punto diminuto. Esto genera una densidad de energía local lo suficientemente alta como para fundir o vaporizar el metal. Al mismo tiempo, el movimiento CNC mueve ese punto caliente a lo largo de la línea de corte. El haz se genera, se moldea mediante óptica y se enfoca en un tamaño de punto. Este tamaño de punto controla la densidad de energía y el comportamiento del corte.
El gas auxiliar es esencial en la producción real. Limpia el material fundido del corte. También protege la óptica y controla la oxidación y el color del filo. El nitrógeno es común cuando se desea minimizar la oxidación. El oxígeno puede acelerar el corte en algunos aceros, pero altera el estado del filo.
A medida que el cabezal láser se desplaza, el proceso crea una pared de corte. También deja una zona afectada por el calor (ZAT) Cerca del borde. La ZAT suele ser pequeña en comparación con otros métodos térmicos. Aun así, existe y puede afectar recubrimientos, ajustes ajustados y piezas delgadas que podrían deformarse.
Principales tipos de láseres
Láser de fibra
Un láser de fibra es un láser de estado sólido. Emite su haz a través de una fibra óptica. Este tipo de láser es conocido por su alta eficiencia eléctrica y la gran calidad del haz. Suele ser la mejor opción para aceros y muchos metales no ferrosos. También ofrece un buen rendimiento en materiales reflectantes como aluminio, latón y cobre si la máquina está diseñada para ellos.
La fibra suele elegirse cuando se necesita velocidad, calidad estable y un menor coste por pieza. Sus limitaciones prácticas se presentan en algunas secciones gruesas. También puede presentar dificultades con piezas que requieren un acabado de canto especial o una conicidad muy baja sin escalones adicionales.
Láser de CO₂
Un láser de CO₂ crea un haz infrarrojo a partir de una descarga de gas. Ha sido una tecnología de corte industrial clave durante mucho tiempo. Se utiliza ampliamente para no metales. También puede cortar algunos metales con buena calidad, especialmente los de menor espesor, dependiendo de la potencia y la configuración de la máquina.
Un láser de CO₂ puede ser una buena opción si el taller también trabaja con no metales. Ofrece una plataforma madura y bien entendida. Las principales limitaciones suelen ser... menor eficiencia y un rendimiento más débil en metales reflectantes en comparación con muchos sistemas de fibra modernos.
Láser de cristal/estado sólido
Los láseres de cristal o de estado sólido, como la familia Nd:YAG, utilizan un medio de ganancia sólido dopado. Ofrecen longitudes de onda y comportamientos de pulso útiles para tareas específicas. Estos láseres se pueden aplicar al corte, marcado o procesos especializados donde las características del haz son la prioridad.
En el corte de chapa metálica, estos sistemas se centran más en la aplicación que en su aplicación general. Pueden elegirse para materiales específicos o necesidades de procesos especiales. Sin embargo, no siempre son la solución más rentable para uso general.
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Tipo de láser |
Lo mejor en |
Ajuste óptimo típico |
Precauciones comunes |
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Fibra |
Velocidad + metales + manejo reflectante |
Corte de metales en general, materiales mixtos |
La economía del espesor varía; la configuración es importante |
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CO₂ |
Plataforma madura, amplio uso no metálico. |
Talleres que cortan no metales + algunos metales delgados |
Eficiencia, limitaciones de los metales reflectantes |
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Cristal/estado sólido |
Comportamiento especial del haz / procesos de nicho |
Requisitos específicos de materiales/procesos |
Las compensaciones entre costos y mantenimiento varían |
Tres modos comunes de corte por láser para chapa metálica
Corte por fusión (nitrógeno/argón)
El corte por fusión funde el metal. Posteriormente, utiliza un gas inerte, generalmente nitrógeno, para expulsar la masa fundida de la ranura. Este proceso minimiza la oxidación en el borde de corte. Generalmente se prefiere cuando la apariencia del borde, la adhesión del recubrimiento o la calidad de la soldadura son importantes.
La desventaja es que este método puede requerir un mayor flujo de gas. También requiere un control de proceso más estricto. Para trabajos de acero inoxidable y muchos de aluminio, el corte por fusión es la opción habitual cuando se buscan bordes limpios.“
Corte reactivo/con llama (oxígeno)
El corte reactivo utiliza oxígeno como gas auxiliar. Esto añade energía química mediante oxidación. Esta reacción puede aumentar la velocidad de corte en aceros adecuados. Puede ser rentable cuando se prioriza un alto rendimiento y se acepta un filo oxidado.
La limitación radica en el estado del filo. Si necesita un filo brillante y con bajo contenido de óxido, el corte con oxígeno podría no ser la mejor opción.
Corte por sublimación
El corte por sublimación tiene como objetivo vaporizar el material con mínima fusión. Esto reduce la escoria y modifica la calidad del filo. En el caso de los metales, es menos común que el corte por fusión o reactivo. Suele emplearse en casos especiales donde la calidad del filo es más importante que la velocidad.
Este modo suele requerir un enfoque más preciso y una mayor estabilidad del proceso. Esto lo convierte en un enfoque "solo cuando se justifica", en lugar de ser la opción predeterminada para chapa metálica.
Beneficios clave y límites prácticos
El corte por láser es excelente para crear perfiles 2D complejos. Ofrece una geometría repetible y minimiza la carga mecánica de la pieza. Por ello, se utiliza ampliamente para contornos detallados, radios estrechos y anidamiento denso para optimizar el uso de las chapas.
Las limitaciones prácticas se relacionan principalmente con la física y el costo. Estas incluyen el grosor, la gestión del calor y los requisitos del filo. Aún se puede observar una conicidad en cortes más gruesos. También podría haber decoloración u oxidación local, dependiendo del gas utilizado. Las láminas delgadas pueden deformarse si se acumula calor en áreas pequeñas.
La seguridad y la higiene también son importantes. El proceso genera humos metálicos, vapores de recubrimiento y partículas finas. Estos requieren una extracción adecuada y procedimientos operativos rigurosos.
Lectura adicional: Ventajas y desventajas del corte por láser
Consejos básicos de diseño para obtener mejores piezas cortadas con láser
Los buenos resultados de corte láser empiezan en el archivo CAD, no en la máquina. Puede reducir costos gestionando las expectativas de corte, el espaciado y la concentración de calor. Esto también le ayudará a evitar sorpresas de "¿por qué no encaja?".
A continuación se muestra una lista de verificación práctica que utilizamos al revisar piezas cortadas con láser:
- Plan para el corte: No asuma que la línea de corte tiene un ancho cero. La ranura afecta el ajuste de las piezas, especialmente las ranuras y las pestañas.
- Respetar el espacio mínimo entre líneas: Mantenga espacios suficientemente amplios entre cortes. Esto ayuda a evitar el sobrecalentamiento y la distorsión.
- Evite las características diminutas en papel grueso: Los agujeros pequeños, las esquinas internas afiladas y los puentes delgados se vuelven inestables a medida que aumenta el grosor.
- Gestionar los rincones internos: Añada radios pequeños siempre que sea posible. Esto reduce la acumulación de calor local y los puntos de tensión.
- Texto y grabado: Mantenga trazos lo suficientemente anchos y espaciados. Esto evita que los caracteres se fusionen o desaparezcan.
- Concentración de calor: Alterne las características y añada cortes de alivio. Esto es útil cuando los nidos largos y estrechos provocan la acumulación de calor.
Conclusión
Si recuerda algo, es esto: el corte láser de chapa metálica consiste en la eliminación térmica controlada. El haz, el enfoque, el gas auxiliar y el movimiento CNC trabajan en conjunto para definir el borde que obtiene. Elija el tipo de láser y el modo de corte según sus necesidades de material y borde. Luego, diseñe su pieza teniendo en cuenta la ranura, el espaciado y el comportamiento térmico.
En Yonglihao Machinery, entendemos el corte por láser como una promesa de resultados predecibles. Esta promesa se cumple cuando el proceso y el diseño de la pieza están alineados. Si no es así, obtendrá una pieza cortada. Pero es posible que no obtenga el ajuste, el acabado ni la planitud esperados.
Preguntas frecuentes
¿Qué materiales se pueden manejar mejor mediante el corte por láser de chapa metálica?
La mayoría de las chapas metálicas comunes se cortan bien. Solo hay que ajustar los parámetros y el gas al material. Los aceros suelen ser fáciles de cortar. Los metales reflectantes, como el aluminio y el cobre, requieren la máquina y los ajustes adecuados para garantizar un proceso estable.
¿El corte por láser siempre deja un borde perfecto?
No. La calidad del filo depende del gas seleccionado, el espesor del material y el ajuste del proceso. Podría observar óxido, escoria leve o conicidad si la configuración no coincide con las expectativas.
¿Qué es el kerf y por qué afecta el ajuste?
La ranura es el ancho del material eliminado por el láser. Modifica las dimensiones finales de la pieza. Si diseña ranuras, pestañas o encajes a presión ajustados sin tener en cuenta la ranura, sus ensamblajes podrían quedar demasiado sueltos o demasiado apretados.
¿Por qué las piezas delgadas se deforman durante el corte por láser?
La deformación suele deberse a una aplicación desigual del calor y a la liberación de tensiones residuales. El anidamiento denso, los cortes largos y continuos y los puentes diminutos pueden concentrar el calor, lo que puede desviar la lámina de su plano.
¿Cómo elijo entre asistencia de nitrógeno y de oxígeno?
Elija nitrógeno cuando desee una oxidación mínima y bordes más limpios. Elija oxígeno cuando la velocidad en aceros adecuados sea importante y un borde oxidado sea aceptable. Su elección dependerá de las necesidades posteriores, como pintura, soldadura o estética.
