La máquina de corte CNC por láser, también conocida como máquina de grabado CNC por láser, al ser una máquina CNC de alta precisión, seguramente se disparará con los avances tecnológicos. Los aumentos en la capacidad de producción y la automatización del taller han sido el resultado de la llegada de la automatización láser CNC. Su diseño único en su clase y método de operación lo hacen ideal para cortar formas complicadas y agujeros diminutos con precisión milimétrica.
Los fundamentos del corte por láser de control numérico por computadora (CNC) se tratarán en este artículo.
Una introducción al cortador láser CNC
Las cortadoras láser CNC, al igual que otras máquinas CNC, son guiadas a través de su proceso de corte por un conjunto de instrucciones de computadora conocidas como código G. Sin embargo, las cortadoras láser CNC tienen un diseño que es un poco diferente al de las máquinas CNC típicas, y su técnica de corte también funciona un poco diferente.
Cortar mediante una cortadora láser CNC es una técnica térmica que no necesita contacto físico. Una lente de enfoque y una boquilla están ubicadas en el cabezal láser de una cortadora láser controlada numéricamente por computadora (CNC). Esta disposición de cabezal y lente dirige un rayo láser a través de la boquilla de la pieza de trabajo, lo que resulta en su fusión y corte en la forma requerida. En los láseres CNC se utiliza gas comprimido (que también pasa a través de la boquilla que libera el rayo láser) para templar la lente de enfoque y descargar el metal vaporizado de la pieza de trabajo.
Veámoslo desde otro ángulo. Cuando un poderoso rayo láser se enfoca en un área pequeña de metal, la densidad de calor aumenta dramáticamente, causando que el metal se caliente muy rápidamente y se vaporice, al menos parcialmente. Luego, la tecnología CNC dirige los movimientos coordinados del cabezal láser y el rayo láser sobre el área de trabajo para crear las características únicas especificadas.
Tipos de máquinas de corte por láser CNC
La condición del medio láser efectivo y el componente del medio láser efectivo se usan comúnmente para clasificar diferentes tipos de cortadoras láser controladas numéricamente por computadora (CNC). Estos son los tres tipos de láseres más populares que se utilizan en la actualidad:
CNC CO2 Cortador láser
El co2 El cortador láser es un tipo particular de láser de gas que utiliza dióxido de carbono como medio láser efectivo. Debido a sus capacidades de salida de alta potencia y gran eficiencia, se han convertido en el tipo de cortadora láser más popular.
La potencia de salida de CO2 las cortadoras láser pueden alcanzar hasta 15 kW y su eficiencia puede alcanzar hasta el 30 por ciento, lo que se refiere a la más alta de todos los tipos de cortadoras láser a gas. Son una excelente opción para cortar elementos delicados y ángulos agudos, en particular en chapas metálicas o metales con espesores inferiores a 10 milímetros. CO2 las cortadoras láser con más potencia de corte también son capaces de producir una alta precisión de corte en sustratos metálicos más gruesos.
Cortador láser de fibra CNC
Los cortadores láser de fibra son un tipo relativamente nuevo de tecnología láser en el que el haz se genera mediante una serie de diodos y se enfoca mediante el uso de un cable de fibra óptica. Cuando se trabaja con materiales de menos de 5 mm, las cortadoras láser de fibra proporcionan un corte más rápido y suave que el CO2 cortadoras láser
Si bien los láseres de fibra son funcionales con una amplia variedad de materiales, se debe tener especial cuidado con la plata.
Las piezas mecanizadas hechas de plata son notoriamente difíciles de producir porque el metal absorbe el calor del láser y comienza a deformarse durante las operaciones de corte. Por lo tanto, durante los procesos de corte por láser de fibra, los mejores talleres suelen utilizar un soporte como disipador de calor para disipar el calor del sustrato de plata.
Cortador láser de cristal CNC
Los haces para los cortadores láser de cristal CNC se crean a partir de cristales como el granate de itrio y aluminio dopado con neodimio (también conocido como Nd:YAG) y el ortovanadato de itrio dopado con neodimio (también conocido como Nd:YVO).
A diferencia de CO2 Los cortadores láser, que se limitan a metales más delgados, los cortadores láser de cristal tienen una mayor intensidad (o potencia láser) y pueden cortar metales más gruesos. Estos cortadores se pueden usar en una amplia variedad de materiales, desde metales hasta vidrio, madera y plásticos.
Materiales disponibles para corte por láser CNC
Las máquinas láser CNC son útiles para cortar, grabar, marcar, puntear y grabar una amplia gama de materiales metálicos y no metálicos:
- Metal
Aluminio, titanio, latón, cobre, plata, manganeso, plomo, cromo, acero inoxidable, acero al carbono, herramienta de acero, acero para muelles, etc. - No metal
Acrílico, plástico, PMMA, poliéster (PES), polietileno (PE), politetrafluoroetilenos (PTFE/Teflón), madera, textil, fibras de carbono, etc.
Programación de Componentes en una Cortadora Láser CNC
Los archivos en formatos 2D, como DXF o DWG, o en formatos 3D, como STEP o SAT, se pueden analizar para obtener información sobre la construcción de un diseño. Con estos datos, se fabrica una forma plana ajustando el tamaño del corte para tener en cuenta cualquier margen de curvatura necesario u otros factores que puedan afectar el producto terminado. Los paquetes de software pueden determinar la configuración de componentes óptima para un tamaño de hoja en particular.
Algunos tamaños de hoja comunes incluyen 2 metros por 1 metro, 2,5 metros por 1,25 metros y 1,5 metros por 3,0 metros. Del mismo modo, los recortes de proyectos terminados son una fuente útil. Usamos una técnica llamada anidamiento CNC para hacer esto. Al automatizar el anidamiento de muchas piezas dentro de una sola hoja de metal o en varias hojas de distintos tamaños, un software como Radan® puede maximizar la productividad. Es beneficioso disponer elementos similares en la misma hoja para maximizar el uso del material.
En comparación con la programación de una punzonadora, el CAM para el corte por láser suele ser más sencillo. Sin embargo, hay numerosos detalles en los que pensar. El proceso de corte por láser requiere muchos pasos, incluido el posicionamiento de la etiqueta (para evitar que las piezas se caigan en el nido), el corte (para mantener el corte de mejor tamaño y forma) y el corte de desecho (para romper los desechos en pedazos diminutos que caerán a través de los huecos en la cama del cortador láser).
Ventajas y desventajas del corte por láser CNC
Estas son las ventajas y desventajas del proceso de corte por láser CNC.
Ventajas
- Se requiere muy poco trabajo posterior al corte debido a la ranura estrecha, la gran precisión y la aspereza aceptable de la ranura.
- El láser mejora sustancialmente la atmósfera de trabajo del operador debido a su alto grado de automatización, la capacidad de estar totalmente cerrado para el procesamiento, la ausencia de contaminación y el funcionamiento silencioso.
- Es barato de procesar. El procesamiento continuo y considerable reducirá gradualmente el costo de procesamiento por componente, aunque la inversión inicial en equipo es mayor.
- La falta de contacto del láser significa que puede procesar rápida y eficientemente sin resistencia. El uso de software CAD/CAM para programar una máquina CNC no solo ahorra tiempo y esfuerzo, sino que también mejora la productividad general.
- La alta densidad de energía del láser es suficiente para fundir cualquier metal, por lo que funciona particularmente bien con materiales con los que es difícil trabajar debido a su alta fragilidad, alta dureza y alta temperatura de fusión.
- El procesamiento láser tiene las ventajas de una alta densidad de energía, un tiempo de acción rápido, una zona afectada por el calor limitada, poca deformación térmica y estrés térmico bajo. Además, el láser se refiere a un método de procesamiento de contacto no mecánico. Por lo tanto, no ejerce tensión mecánica sobre el sustrato y puede usarse para operaciones de alta precisión.
- Como una colección de computadoras que se pueden reorganizar y personalizar fácilmente, el sistema láser CNC es muy adecuado para el procesamiento individualizado, particularmente para ciertos componentes de chapa con geometrías y formas complicadas.
Desventajas
- Para producir láminas más gruesas (2,0 mm y más), se mueve más lentamente que las punzonadoras.
- Los costos de nitrógeno u oxígeno en calibres de metal más pesado son más altos.
- Sin un contacto real, la cabeza del láser no puede producir características tales como muescas, orificios ciegos, persianas, avellanados o derivaciones en una lámina de metal.
- Los láseres son ineficaces cuando se trata de cortar láminas perforadas o de malla.
Conclusión
El corte por láser CNC es una excelente herramienta de producción para los consumidores debido a sus opciones de corte versátiles y su alta precisión en términos de medidas. Pero el hecho de que estas tecnologías faciliten el mecanizado no implica de ninguna manera que el corte por láser CNC sea sencillo. Si le preocupa la calidad de su producto terminado, debe elegir un taller de maquinaria de confianza con un historial de producción exitosa de componentes utilizando cortadores láser CNC.
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