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Corte por láseres una tecnología de procesamiento avanzada ampliamente utilizada en los campos de fabricación de automóviles, electrodomésticos, productos electrónicos, etc. Logra el propósito de cortar irradiando la superficie del material con un rayo láser de alta densidad de potencia, lo que hace que el material se derrita, vaporice o se queme rápidamente. En este artículo se presentará en detalle laPrincipio de funcionamiento del corte por láser, sus componentes clave, sus ventajas en aplicaciones prácticas y futuras tendencias de desarrollo.

¿Qué es el corte por láser?

El corte por láser es una tecnología de procesamiento de materiales de alta precisión y sin contactoque utiliza un rayo láser de alta densidad de energía como "herramienta de corte" y controla con precisión la trayectoria de movimiento del láser a través de un programa informático, de modo que el rayo láser se enfoca en la superficie o en el interior del material, generando altas temperaturas para fundirse, vaporizarse, evaporarse o alcanzar rápidamente el punto de ignición del material, y al mismo tiempo, Los gases auxiliares (como oxígeno, nitrógeno, argón, etc.) se utilizan para soplar el material derretido o vaporizado, logrando así el propósito de corte. Esta tecnología puede procesar una variedad de materiales, incluidos metales (como acero inoxidable, aleaciones de aluminio, aleaciones de titanio), no metales (como madera, plásticos, vidrio, cerámica), etc., y tiene las ventajas de alta velocidad, alta precisión, buena calidad de borde, alto grado de automatización y alta utilización de materiales.

¿Cómo funciona el corte por láser?

Lo básicoPrincipio del corte por láseres utilizar un rayo láser de alta densidad de potencia para irradiar la superficie del material y, a través de una serie de fenómenos físicos, el material se derrite, vaporiza o quema rápidamente para formar una incisión. La generación del rayo láser debe realizarse mediante un láser, que consta principalmente de tres partes: una fuente de bomba, un medio de ganancia y una cavidad resonante óptica. La fuente de la bomba proporciona energía al medio de ganancia, que absorbe la energía y genera radiación estimulada. La cavidad resonante óptica amplifica y da forma a la radiación estimulada y, finalmente, forma un rayo láser de alta densidad de potencia.

Cuando el rayo láser golpea la superficie del material, se producen una variedad de fenómenos físicos, que incluyen reflexión, absorción, dispersión y conducción de calor. La densidad de energía del rayo láser es lo suficientemente alta como para hacer que la superficie del material alcance rápidamente el punto de fusión o el punto de ebullición, logrando así el corte. Este proceso se puede subdividir en las siguientes etapas:

• Conducción de calor:El rayo láser golpea la superficie del material, lo que hace que la temperatura de la superficie aumente rápidamente y el calor se transfiere al interior del material a través de la conducción de calor, formando una zona afectada por el calor.
• Fusión:Cuando la temperatura de la superficie del material alcanza el punto de fusión, el material comienza a derretirse y forma un baño fundido.
• Vaporización:Cuando la temperatura de la superficie del material continúa aumentando y alcanza el punto de ebullición, el material comienza a vaporizarse y formar vapor.
• Combustión:Para algunos materiales inflamables, como madera, plástico, etc., la alta temperatura del rayo láser puede causar una reacción de combustión en la superficie del material, producir gas y acelerar aún más el proceso de corte.

¿Cuáles son los pasos del proceso de corte por láser?

ElProceso de una máquina de corte por lásersuele incluir una serie de pasos ordenados y detallados. El siguiente es su proceso:

1. Preparación de la puesta en marcha:Primero, encienda la fuente de alimentación, verifique y asegúrese de que todas las partes del equipo estén normales, incluido el sistema de enfriamiento, el sistema de gas, etc.
2. Preparación del material y parametrización:Coloque el material a cortar en la mesa de corte, ingrese los parámetros de corte correspondientes, como potencia láser, velocidad, etc., en la interfaz de operación de acuerdo con el tipo de material y los requisitos de corte, e importe los gráficos de corte.
3. Enfoque y posicionamiento:Ajuste la posición focal del rayo láser para garantizar que el láser pueda enfocar con precisión el material y determinar el punto de inicio del corte.
4. Empezar a cortar:Encienda el láser y la máquina herramienta, y corte de acuerdo con los gráficos y parámetros preestablecidos.
5. Seguimiento y ajuste:Durante el proceso de corte, el operador debe prestar mucha atención a la situación de corte y, si es necesario, ajustar los parámetros de corte de acuerdo con la situación real.
6. Finalización y parada de corte:Una vez completado el corte, verifique la calidad del producto y luego apague el equipo en el orden correcto.
7. Mantenimiento y cuidado:Limpie, inspeccione y mantenga el equipo con regularidad para asegurarse de que esté en buenas condiciones. Resultados de mantenimiento después de canje de puntos, discurso, atún sorpresa, ún, úna, olla caliente, pero únase al gremio, buen estado, puesto de verificación de Ruyi, lo necesita regañar demasiado para reemplazarlo lo antes posible.

¿Cuáles son las ventajas del corte por láser?

ElVentajas de la tecnología de corte por láserse reflejan principalmente en los siguientes aspectos:

Ventajas	Descripción
Exactitud	La precisión de la máquina de corte por láser es la más alta entre todos los métodos de corte. La alta precisión proviene del hecho de que la luz se reduce a un diámetro muy fino. La precisión del corte por láser es incluso mayor que la de procesos como el corte por chorro de agua.
Velocidad	La velocidad a la que el láser corta materiales delgados es extremadamente rápida y la velocidad puede superar fácilmente los 3 metros por minuto, por lo que las máquinas de corte por láser son comunes en las líneas de producción en masa.
Versatilidad	El corte por láser es adecuado para muchas aplicaciones y usos diferentes. Esto lo convierte en un método de corte muy versátil.
Personalización	Se pueden crear formas personalizadas y personalizadas simplemente cambiando el programa CNC.
Automatización	El corte láser CNC moderno adopta un sistema de control numérico. El sistema CNC puede controlar automáticamente el movimiento del cabezal de corte.
Corte sin polvo	El uso de un láser no genera ningún polvo de material en la pieza de trabajo. Por ejemplo, no se produce aserrín al cortar madera con un láser de fibra.
Menos desperdicio	La cortadora láser es muy precisa y elimina muy poco material de la pieza de trabajo. Esto da como resultado un desperdicio mínimo de material. Al cortar metales preciosos, el metal se puede procesar simplemente poniéndolo en una máquina de corte por láser.

¿Cuáles son las aplicaciones del corte por láser?

El corte por láser tiene una amplia gama de aplicaciones, que abarca una variedad de industrias de producción industrial y fabricación. Estas son algunas de las principales áreas de aplicación:

1. Coche
Las máquinas de corte por láser se utilizan habitualmente en el sector de la automoción para cortar chapa. Fabrica componentes como sistemas de escape, bastidores, suspensiones y otras partes de la carrocería.

2. Aeroespacial

La precisión es una consideración primordial en las aplicaciones aeroespaciales. La cortadora láser demostró ser la solución perfecta para el trabajo. Los láseres en la industria aeroespacial se utilizan para fabricar componentes de bastidores de aviones, álabes de turbinas y otros componentes más pequeños.

3. Fabricación

Los láseres de fibra son comunes en las líneas de montaje de las plantas de fabricación. Estos incluyen talleres metalúrgicos, fábricas textiles, componentes de plástico y más.

4. Electrónica

Las cortadoras láser pueden fabricar convenientemente piezas consistentes para dispositivos electrónicos como televisores, teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, tabletas y más.

5. Publicidad

Los materiales publicitarios, como el decoupage, la señalización y los logotipos de las marcas, se pueden conseguir con una cortadora láser para obtener bordes suaves y estética.

6. Arquitectura

Los láseres se pueden utilizar para fabricar productos decorativos para la industria de la construcción. Ejemplos comunes son los revestimientos y las instalaciones artísticas.

7. Médico

La energía del láser se utiliza en la industria de la salud para fabricar dispositivos médicos. Además, el equipo quirúrgico también utiliza un sistema láser.

¿Qué materiales se pueden procesar con el corte por láser?

Tecnología de corte por láseres ampliamente utilizado en la producción industrial para procesar una variedad de materiales debido a su alta precisión, alta velocidad y gran flexibilidad. Los siguientes son algunos materiales comunes de corte por láser:

1. Metal

(1)Aluminio

• Características:Peso ligero, resistencia a la corrosión, fácil procesamiento y moldeo, y tiene buena conductividad eléctrica y térmica.
  
• Aplicación:Ampliamente utilizados en la construcción, el transporte, el embalaje, la electrónica y otros campos, los materiales de revestimiento de aluminio se utilizan a menudo para fabricar puertas y ventanas, muebles, materiales decorativos, etc.
  

(2)Acero

• Características:Alta resistencia, buena tenacidad, resistencia al desgaste y buena soldabilidad y procesabilidad.
  
• Aplicación:Ampliamente utilizados en automóviles, construcción, maquinaria y otros campos, los materiales de revestimiento de acero se utilizan a menudo para fabricar piezas estructurales, conectores, etc.

(3)Acero inoxidable

• Características:Excelente resistencia a la corrosión y a altas temperaturas, y fácil de limpiar y mantener.
  
• Aplicación:Ampliamente utilizados en campos médicos, alimenticios, químicos y otros, los materiales de revestimiento de acero inoxidable se utilizan a menudo para fabricar equipos médicos, vajillas, contenedores, etc.

(4)Cobre

• Características:Tiene buena conductividad eléctrica y térmica, y tiene ciertas propiedades antibacterianas.
  
• Aplicación:Ampliamente utilizados en electricidad, construcción, plomería y otros campos, los materiales de revestimiento de cobre se utilizan a menudo para fabricar alambres y cables, tuberías, etc.
  

(5)Aleación de titanio

• Características:Alta resistencia, baja densidad, buena resistencia a la corrosión y buena biocompatibilidad.
  
• Aplicación:Ampliamente utilizados en la industria aeroespacial, médica y otros campos, los materiales de recubrimiento de aleación de titanio se utilizan a menudo en la producción de piezas de motores de aviones, equipos médicos, etc.

2. Materiales no metálicos

• Plásticos:El corte por láser puede cortar varios tipos de plásticos, como poliéster, polipropileno, polietileno, poliuretano, poliestireno, etc. Sin embargo, es importante tener en cuenta que algunos plásticos, como el PVC de cloruro de polivinilo, pueden emitir humos tóxicos durante el proceso de corte, que pueden ser perjudiciales para el operador y la propia cortadora láser, por lo que se debe evitar el corte láser de dichos materiales.
  
• Madera:El corte por láser puede cortar varios tipos de maderas duras y blandas, como roble, olmo, arce, pino, etc. Sin embargo, debido a la inflamabilidad de la madera y al efecto promedio de corte por láser, el uso de madera cortada por láser es relativamente raro en aplicaciones prácticas.
  
• Caucho y cuero:Estos materiales absorben la luz láser y pueden ser procesados por corte láser.
  
• Papel y cartón:El corte por láser generalmente no deja marcas en estos materiales, por lo que a menudo se usan para hacer etiquetas, empaques y más.
  
• Cerámico:Para algunos tipos de cerámica artificial o decorativa, también es factible el corte por láser.

¿Cuáles son los diferentes tipos de técnicas de corte por láser?

ElTipos de corte por láserse clasifican principalmente según el método de remoción de material y las características durante elProceso de corte. Los siguientes son los principales tipos:

Corte por láser de CO2
En el corte por láser de CO2, la amplificación del láser se produce a través de la 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 exclusivamente CO2. Contiene CO2, nitrógeno, hidrógeno, xenón y helio.
Hay dos opciones para el corte por láser de C02: usando oxígeno o nitrógeno. Se prefiere el oxígeno cuando se cortan con láser materiales más gruesos. Se prefiere el nitrógeno cuando se cortan láminas delgadas con láser. El corte por láser de C02 con oxígeno forma una capa de óxido en la superficie de corte. Para evitar esto, se requieren procesos de pretratamiento como el arenado en la pieza de trabajo.

Corte por láser de fibra

El corte por láser de fibra utiliza fibras ópticas para la amplificación de la luz, en lugar de las descargas de gas tradicionales. La luz de un diodo láser viaja a través de la fibra. La viga resultante es lo suficientemente fuerte como para fundir acero inoxidable de hasta 1 cm de espesor.
El haz suele ir acompañado de un potente sistema de flujo de gas. El flujo de gas empuja el material fundido, lo que permite un corte limpio. Las fibras de estos láseres utilizan una variedad de elementos como iterbio, neodimio, erbio y disprosio.

Corte por láser Nd:YAG

El láser Nd:YAG (neodimio: granate de itrio y aluminio) es un láser de estado sólido cuyo material activo es cristal de granate de itrio y aluminio (cristal YAG) dopado con una pequeña cantidad de neodimio (Nd). Este láser puede producir láseres pulsados o continuos, emitiendo luz infrarroja de una longitud de onda específica, generalmente 1064 nm.
La fuente láser se enfoca mediante una lente en el cabezal de corte a un tamaño de punto de unas pocas décimas de milímetro y funde el material, generalmente metal. Un flujo de gas coaxial "sopla" la masa fundida hacia abajo, formando un corte en el proceso.

Corte por láser de excímeros

Utilice el láser excimer para cortar materiales con precisión. El rayo láser es controlado por una computadora, y la energía de los fotones láser se utiliza para abrir los enlaces químicos de las moléculas de tejido, gasificando el tejido para lograr un efecto de corte.

Corte láser de diodo directo

Basado en el efecto de radiación estimulada de materiales semiconductores. En los materiales semiconductores, cuando los electrones saltan de niveles de alta energía a niveles bajos de energía, se libera energía, que se emite en forma de fotones.
Los diodos láser utilizan un diseño estructural específico y procesos de dopaje para amplificar y mejorar repetidamente estos fotones dentro del semiconductor, formando finalmente un haz de láser de alto brillo y alta coherencia.

¿Cuáles son las alternativas a la tecnología de corte por láser?

Estas son algunas tecnologías de corte alternativas utilizadas en la industria y cómo se comparan con las cortadoras láser:

1. Tecnología de chorro de agua

En comparación con el corte por láser, la tecnología de chorro de agua destaca por su exclusivo método de corte en frío. La tecnología no requiere la fusión del material, lo cual es una ventaja significativa. Sin embargo, el corte por láser funciona mejor en términos de definición de bordes y precisión. Además, el hecho de que el corte por láser no requiera el uso de agua es otra ventaja.

2. Tecnología de corte por plasma

El corte por plasma se logra fundiendo el material en el área de corte, pero su aplicación es limitada y solo es adecuada para materiales conductores como metales y aleaciones, lo cual es una limitación importante. Por el contrario, las cortadoras láser tienen una gama más amplia de aplicabilidad de materiales, incluidos metales y no metales, y también tienen capacidades de grabado.

3. Tecnología de electroerosión por hilo

La electroerosión por hilo elimina el material mediante descarga eléctrica, que también se limita a la aplicación de metales conductores. En comparación con el corte por láser, la electroerosión por hilo es ligeramente inferior en términos de aplicabilidad y efecto del material. El corte por láser no solo es adecuado para todos los materiales, sino que también proporciona mejores resultados de corte y capacidades de grabado, lo que no es el caso de la electroerosión por hilo.

4. Fresado y torneado CNC

Métodos de mecanizado comoFresado y torneado CNCConfíe en las herramientas de corte físicas que se desgastan rápidamente al rozar con el material. El corte por láser, por otro lado, no requiere herramientas físicas y es más preciso queMáquinas CNC.

5. Estampado
El estampado es un proceso metalúrgico de bajo costo que crea un corte a través de la fuerza física del troquel, pero tiene deficiencias significativas en términos de calidad y precisión. Por el contrario, las cortadoras láser son capaces de proporcionar resultados superiores.

6.3D tecnología de impresión

Tecnología de impresión 3Dse utiliza principalmente para la fabricación aditiva de materiales plásticos, y los resultados son significativamente diferentes en comparación con las máquinas de corte por láser. Los productos impresos en 3D pueden tener defectos obvios, y los resultados impresos no son ni de lejos tan buenos como los de las cortadoras láser. Además, las impresoras 3D tienen una gama relativamente limitada de opciones de materiales.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cómo funciona el corte por láser paso a paso?

El corte por láser utiliza un láser para generar un rayo láser de alta energía. Después de ser enfocado, el haz se irradia sobre la superficie del material, lo que hace que el material se caliente local y rápidamente hasta un punto de fusión, vaporización o ignición. Al mismo tiempo, el material fundido se expulsa con la ayuda de un flujo de aire de alta velocidad, logrando así el corte del material paso a paso.

2. ¿Cómo funciona el corte de metal por láser?

Al cortar metal con láser, se enfoca un rayo láser de alta energía y se irradia sobre la superficie metálica. Después de que el metal absorbe la energía del láser, se calienta rápidamente a un estado fundido o vaporizado. Al mismo tiempo, los gases auxiliares (como el oxígeno, el nitrógeno, etc.) expulsan el metal fundido para formar una ruta de corte y completar el corte del metal.

3. ¿Cómo funciona el proceso láser?

La tecnología láser utiliza un rayo láser de alta energía generado por un láser para enfocar, transmitir e irradiar la superficie del material. La alta densidad de energía del láser interactúa con el material, como fusión, vaporización, ablación, etc., realizando así el procesamiento de materiales, corte, soldadura y otros procesos.

4. ¿Cómo corta el material la cortadora láser?

La máquina de corte por láser genera un rayo láser de alta energía a través de un láser. Después de enfocar, el haz irradia la superficie del material. Al mismo tiempo, se activa un dispositivo de flujo de aire de alta velocidad para expulsar el material derretido o vaporizado y formar una ruta de corte, logrando así el corte del material. La máquina de corte por láser tiene las ventajas de alta precisión, alta eficiencia y alta flexibilidad, y es ampliamente utilizada en el procesamiento de diversos materiales.

Resumen

Como tecnología de fabricación avanzada, el corte por láser ha desempeñado un papel cada vez más importante en la industria moderna. Al obtener una comprensión más profunda de sus principios, tipos de procesos y áreas de aplicación, podemos comprender mejor sus tendencias de desarrollo y aprovechar al máximo sus ventajas en la producción industrial. Con el continuo avance e innovación de la tecnología,Tecnología de corte por láserseguramente mostrará una perspectiva de aplicación más amplia en el futuro.

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