Las técnicas de fabricación sustractiva se utilizan comúnmente para la fabricación de piezas en diversas industrias, con corte por láser de chapa Siendo un método clave. Este proceso preciso y exacto enfoca un rayo láser sobre la superficie del material para quemarlo, vaporizarlo o fundirlo, produciendo los resultados deseados. Esta guía proporciona toda la información esencial que necesita antes de incorporar el corte láser a su próximo proyecto de fabricación.
¿Qué es el corte por láser de chapa metálica?
Corte por láser de chapa es una de las principales técnicas de fabricación industrial. Como tal, el corte por láser de láminas de metal parece ser uno de los procedimientos a seguir. La fabricación de corte por láser utiliza un haz de luz de alta potencia (láser) para cortar láminas de metal planas y delgadas. El proceso está dirigido por tecnología óptica y de control numérico por computadora (CNC), lo que explica la alta precisión de las piezas cortadas con láser.
Historia del corte por láser de chapa metálica
La tecnología de corte por láser existe desde hace más de 60 años, y su primer intento de cortar láminas de metal se remonta a 1960.
Para 1964, CO2 los láseres ya estaban en uso para la fabricación de detalles intrincados, como la soldadura de resortes de reloj. Las características de automatización y alta precisión del corte por láser sobre otros procesos de corte los hicieron ampliamente aceptados para la fabricación delicada y la producción de gran volumen.
Los láseres de fibra se produjeron por primera vez en los años 60, pero no fue hasta finales de los 80 cuando llegaron al mercado comercial. La década de 1990 se considera la edad de oro de la tecnología láser, ya que dio paso a muchos láseres de alta potencia, como los láseres de estado sólido, que mejoraron enormemente la eficiencia y la productividad. A principios de la década de 2000, los servicios de corte por láser eran ahora una técnica de fabricación ampliamente aceptada y utilizada por varias industrias, como la industria automotriz y aeroespacial.
Tipos de láseres para corte de chapa
Hay tres formas diferentes de láser para cortar materiales en la fabricación industrial. Cada cortadora láser tiene características únicas que las distinguen de las demás. Dicho esto, a continuación se muestra un resumen completo de los tres tipos de cortadoras láser.
Láser de fibra
Las máquinas de corte por láser de fibra son algunos de los dispositivos de corte de precisión más potentes. Pertenecen a los láseres de estado sólido que utilizan láseres semilla para amplificar el haz con fibras de vidrio especiales. Son efectivos para cortar piezas de metales, aleaciones y no metales como vidrio, plásticos e incluso madera. Aparte de las operaciones de corte simples, son adecuados para el grabado y recocido de metales.
Los cortes de láser de fibra son más extensos que otros; esto puede explicar su alto poder. Poseen una larga vida útil de no menos de 25,000 horas y por lo tanto requieren menos mantenimiento. Producen algunos de los haces más fuertes y estables. Sin embargo, son más adecuados para materiales con menos de 20 mm de espesor.
CO2 Láseres
CO2 los láseres producen el haz de luz haciendo pasar electricidad a través de un tubo lleno de una mezcla de gases. La mezcla de gases contiene principalmente dióxido de carbono y gases inertes: helio y nitrógeno, las formas más comunes para los láseres.
Sin embargo, son menos potentes que los láseres de fibra. Los láseres de CO2 solo pueden cortar materiales no metálicos como madera, acrílico y plásticos. En algunos casos, también pueden funcionar para el corte láser de chapa metálica, especialmente láminas delgadas de aluminio y otros metales no ferrosos.
Láseres de cristal
Los cortadores láser de cristal existen en dos formas: cristales Nd:YAG (granate de itrio y aluminio dopado con neodimio) y Me:YVO (ortovanadato de itrio dopado con neodimio, YVO4). Ambos son dispositivos de corte increíblemente potentes. Sin embargo, son bastante caros y tienen aproximadamente la mitad de la esperanza de vida de los láseres de fibra: de 8,000 a 15,000 XNUMX horas. Son adecuados para cortar metales revestidos y no revestidos, no metales y plásticos, e incluso cerámica en circunstancias específicas.
Tres procesos de corte por láser de chapa metálica
El corte por láser de láminas de metal es el proceso térmico que implica el uso de un rayo láser para cortar piezas de una lámina de metal. Principalmente, existen tres métodos para cortar chapas.
Corte por fusión con rayo láser
El corte por fusión utiliza un gas de corte inerte, a menudo nitrógeno o argón, para expulsar el material fundido del soplete de corte. Ya que utilizando el gas inerte, evita la oxidación en el filo sin reaccionar con el proceso. El proceso es adecuado para láminas planas y delgadas y para casos en los que el material debe cumplir con altos requisitos visuales y menos necesidades de procesamiento posterior.
Corte por llama con rayo láser
El oxicorte utiliza oxígeno gaseoso para expulsar el material fundido. Esto provoca una reacción exotérmica que aumenta el consumo total de energía del proceso. Este proceso es ideal para cortar acero dulce, entre otros tipos de chapa metálica y materiales fusibles como la cerámica.
Corte por sublimación con rayo láser
El corte por sublimación utiliza un láser para evaporar partes de un material con menos fusión. Al igual que el corte por fusión, los gases inertes (nitrógeno, helio o argón) sirven como gas de corte, lo que garantiza que los filos de corte estén libres de oxidantes. Aunque es lento, produce bordes de primera calidad para un corte de alta precisión.
Ventajas de Corte por láser de chapa
A continuación se presentan cinco ventajas críticas de esta técnica de fabricación.
Cortes de alta precisión
El haz de luz corta metales con muy alta precisión en la fabricación de corte por láser. La exactitud y la precisión con las que el láser funde y evapora los materiales son incomparables con muchos otros métodos de corte. Algunas herramientas de troquelado tienen niveles de tolerancia de aproximadamente 1 a 3 mm, mientras que las cortadoras láser cortan con una precisión de tan solo 0.003 mm.
Alta utilización de hojas
Las cortadoras láser brindan la oportunidad de utilizar un gran porcentaje de los materiales de fabricación. La tecnología da poco o ningún espacio para el desperdicio: la máquina maximiza la cantidad de piezas utilizables de cualquier hoja de metal. Por lo tanto, menos preocupación por proporcionar materiales en exceso; puedes comprar la cantidad exacta sabiendo que será suficiente.
Versatilidad de corte extrema
Las operaciones de corte por láser son muy flexibles y versátiles. Una sola cortadora láser funciona bien para diferentes operaciones de corte, como cortes simples, complejos con detalles intrincados, marcas, perforaciones e incluso grabados. Por lo tanto, los fabricantes no necesitan reemplazar las herramientas de vez en cuando durante el proceso.
Utilización de energía baja
Las cortadoras láser no requieren mover diferentes partes del dispositivo, a diferencia de otras máquinas de corte. Esto les permite cortar efectivamente piezas de material sin consumir demasiada energía. Mientras que las cortadoras láser pueden funcionar con 10kW de energía, la mayoría de los otros procedimientos pueden usar hasta cinco veces.
Poco o ningún daño
Quizás piense que la exposición del calor a los materiales en el corte por láser puede causar deformaciones o distorsiones en las piezas o incluso daños totales. Bueno, esto es falso. Las partes afectadas por el calor en el corte por láser son mínimas y no representan una amenaza para la tolerancia de las características o componentes después de la fabricación.
Desventajas del corte por láser de chapa metálica
A pesar de sus numerosos beneficios, el corte de chapa por láser tiene algunas deficiencias. Discutámoslos.
Necesidad de Operador Especialista
Para utilizar mejor sus cortadoras láser, es posible que necesite contratar a un profesional para operar la máquina para la fabricación de piezas. Un experto, por ejemplo, detectará rápidamente una falla o una configuración incorrecta que pueda afectar los procesos de producción o incluso la integridad de la máquina.
Limitaciones en el espesor del metal
Aunque el corte por láser puede funcionar bien con una amplia gama de materiales, incluidas láminas de metal, se recomienda utilizar otros procedimientos de corte cuando se trabaja con metales gruesos. Las cortadoras láser típicas son excelentes para cortar láminas de aluminio con un espesor máximo de 15 mm y acero de 6 mm.
Gases dañinos
A medida que las cortadoras láser derriten y evaporan materiales, liberan gases nocivos de manera significativa al cortar plástico. En consecuencia, es vital operar el corte por láser en una habitación bien ventilada o en un entorno de trabajo seguro.
Alta Inversión Inicial
El costo de una cortadora láser de alta calidad es alto. Una cortadora láser típica puede costar alrededor de $ 3000, que es el doble del costo de las cortadoras de chorro de agua o de plasma. Para participar en los servicios de corte por láser como un medio comercial, debe asumir la alta inversión inicial.
Herramientas eléctricas para cortar metales
Cuando se necesita eficiencia y potencia, las herramientas eléctricas y neumáticas son la solución. Estas herramientas pueden manejar proyectos más grandes y materiales más resistentes con facilidad.
amoladoras angulares
Las amoladoras angulares son herramientas versátiles que permiten cortar, esmerilar y pulir diversos metales. Con el accesorio adecuado, pueden cortar varillas de refuerzo, cercas e incluso placas de acero.
Las amoladoras angulares están disponibles en varios tamaños, incluidos modelos inalámbricos portátiles ideales para proyectos al aire libre.
Cuando utilice una amoladora angular para cortar, utilice siempre una metal Use el disco de corte y deje que el peso de la herramienta haga la mayor parte del trabajo. Evite aplicar presión excesiva, ya que puede atascar o romper el disco.
Sierras circulares
Aunque las sierras circulares se usan tradicionalmente para trabajar la madera, también pueden usarse para cortar metal con la hoja adecuada. Son especialmente útiles para cortar chapa metálica, techos y metal corrugado. A continuación, se explica cómo usar una sierra circular para cortar metal:
- Instale una hoja de corte de metal con el número de dientes adecuado para su material.
- Marque claramente su línea de corte.
- Asegure el metal para evitar vibraciones y garantizar un corte recto.
- Corte de forma lenta y constante, permitiendo que la hoja haga el trabajo sin forzarla.
Las sierras circulares son excelentes para realizar cortes largos y rectos en techos o revestimientos metálicos. También pueden trabajar con láminas apiladas, ahorrando tiempo en cortes repetitivos.
Sierras recíprocas
Las sierras reciprocantes, a menudo llamadas sierras de sable, son la navaja suiza de las herramientas eléctricas. Pueden cortar diversos materiales, como tubos, láminas y perfiles metálicos. Disponen de diferentes hojas para distintos tipos y grosores de metal, y estas sierras tienen la potencia suficiente para manipular piezas metálicas gruesas que podrían resultar difíciles de cortar para otras herramientas manuales.
Al utilizar una sierra alternativa, asegúrese de que el material esté firmemente sujeto y utilice una hoja adecuada para el grosor del metal. Deje que la sierra haga el trabajo, aplicando solo una presión moderada para guiarla durante el corte.
Equipos especializados para corte de metales
Para cortes profesionales o aplicaciones especializadas, suelen ser necesarias herramientas más avanzadas. Estas herramientas ofrecen precisión, potencia y eficiencia para tareas de corte de metal más complejas o de mayor envergadura.
Cortadoras de plasma: precisión de alta tecnología
Las cortadoras de plasma utilizan un arco de plasma de alta temperatura para cortar metales conductores con precisión. Son ideales para cortar chapa metálica, placas de acero y otros materiales conductores. Entre sus ventajas se incluyen las siguientes:
- Velocidad: Puede cortar metal grueso mucho más rápido que los métodos tradicionales.
- Precisión: Capaz de realizar cortes intrincados con un mínimo desperdicio de material.
- Versatilidad: Puede cortar una amplia gama de espesores y tipos de metal.
Si bien los cortadores de plasma son costosos, son una gran incorporación a los talleres de metalistería y para los fabricantes que trabajan frecuentemente con piezas de metal gruesas o complejas.
Sopletes de oxiacetileno: corte de alta resistencia
Los sopletes de oxiacetileno son herramientas potentes que utilizan una mezcla de oxígeno y acetileno para crear una llama de alta temperatura capaz de cortar metal grueso. Son especialmente útiles para lo siguiente:
- Corte de placas de acero gruesas y acero estructural.
- Trabajos de demolición donde la precisión no es crítica
- Situaciones en las que no hay energía eléctrica disponible
El uso de un soplete de oxiacetileno requiere habilidad y práctica. Si utiliza esta herramienta, utilice el equipo de protección adecuado y disponga de una ventilación adecuada.
Sierras frías: cortes limpios para profesionales
Las sierras frías son herramientas de corte de precisión que utilizan una hoja circular y refrigerante para realizar cortes limpios y precisos en metal sin generar calor excesivo. Ofrecen varias ventajas, entre ellas:
- Precisión: Produce cortes limpios con mínimas rebabas
- Eficiencia: El sistema de refrigeración permite un funcionamiento continuo sin sobrecalentamiento.
- Longevidad: Las cuchillas duran más debido a la reducción del calor y la fricción.
Si bien son más costosas que otras opciones, las sierras frías son invaluables para los profesionales del trabajo con metales que realizan regularmente cortes de alta precisión.
Cómo elegir la herramienta adecuada para su proyecto
Al elegir una herramienta de corte de metal, tenga en cuenta estos factores:
- Tipo y espesor del metal: Los metales más blandos, como el aluminio, requieren herramientas diferentes que el acero endurecido.
- Precisión de corte: Algunos proyectos requieren cortes limpios y precisos, mientras que otros permiten bordes más rugosos.
- Escala del proyecto: Los proyectos de gran escala pueden justificar la inversión en herramientas más potentes y eficientes.
- Portabilidad: Considere si necesita una herramienta que pueda moverse fácilmente o usarse en diferentes ubicaciones.
- Presupuesto: Equilibre el costo de la herramienta con la frecuencia y la importancia de sus necesidades de corte de metal.
Consejos de diseño para piezas de corte por láser
Para un uso eficaz y eficiente de los servicios de corte láser para sus piezas, siga los siguientes consejos para el diseño de sus productos de corte láser.
Sus detalles no pueden ser más pequeños que el grosor del metal
El grosor es un factor importante que debe tener en cuenta en las operaciones de corte por láser. Se relaciona directamente con la potencia del láser. Por lo tanto, cuanto mayor sea el espesor, menor será la capacidad del láser para penetrar y cortar el material. Sin embargo, aumentar la potencia del láser a veces puede aumentar la probabilidad de cortar dicho material.
Recuerda el Kerf
El diseño del láser hace que sea importante tener en cuenta lo que la gente llama Kerf. El corte es el material que se evapora cuando el rayo láser golpea el material de corte por láser. No es sólo en el corte por láser. Es visible en otros procesos de mecanizado sustractivo. El corte por láser Kerf se produce debido al grosor del rayo láser. Es un factor importante a tener en cuenta durante la etapa de diseño.
Elija el material adecuado
El material correcto es lo más importante a tener en cuenta antes de una operación de corte por láser. La elección de un material depende de las propiedades que desee que tenga el producto final. Por ejemplo, los materiales tienen diferentes propiedades en términos de rigidez, translucidez y flexibilidad. En Rapid Direct tendrás acceso a diferentes productos de corte por láser de chapa, plásticos, papel, etc.
Los espacios son importantes
El espaciado es muy importante en el corte por láser para eliminar el error y obtener el mejor resultado posible. El espacio mínimo debe ser igual al espesor del material. Por ejemplo, en el corte por láser de chapa, si la chapa tiene un espesor de 2 mm, el espacio entre dos caminos será de 2 mm. También es importante si está buscando trabajar en diferentes diseños de chapa cortada con láser.
Convierta su texto en puntos de anclaje y curvas
No todas las operaciones con láser requieren el corte de texto. Sin embargo, si necesita incorporar texto, debe espaciar las letras del texto y escribirlas en formato grande. Esto es para una operación más suave y el mejor resultado. Si las letras están juntas, pueden superponerse y dar lugar a una inscripción ilegible.
Técnicas para cortar diferentes formas metálicas
Las diferentes formas de metal requieren técnicas de corte específicas para lograr los mejores resultados. Aquí tienes algunos consejos para tareas comunes de corte de metal.
Corte de chapa
Cortar chapa metálica requiere precisión y un enfoque adecuado. Siga estos pasos al cortar chapa metálica:
- Marque claramente la línea de corte con un marcador permanente o un trazador de líneas.
- Para cortes rectos, utilice un borde recto como guía.
- Al utilizar herramientas eléctricas, comience el corte en el borde de la hoja y mantenga un ritmo constante.
Para cortes complejos, considere usar una sierra de calar con cuchilla para cortar metal o un cortador de plasma para láminas más gruesas. Recuerde usar guantes para protegerse las manos de los bordes afilados y sujetar siempre la lámina metálica correctamente para evitar que se doble o deforme durante el corte.
Corte de tubos y tuberías
Cortar tubos y tuberías requiere un enfoque diferente al de cortar chapa metálica.
- Marque toda la circunferencia del tubo antes de cortarlo para asegurar un corte recto.
- Utilice una prensa o una abrazadera para tubos para asegurar el tubo y evitar la vibración durante el corte.
- Utilice un cortador de tubos para realizar cortes limpios y precisos en tubos de diámetro pequeño y una sierra alternativa o de cinta para tubos más grandes.
Después de cortar, utilice una herramienta desbarbadora o una lima para suavizar el borde cortado y eliminar cualquier rebaba interna que pueda restringir el flujo en aplicaciones de plomería.
Corte de techos de metal
Cortar techos de metal requiere cuidado para evitar dañar el material o crear bordes peligrosos. Estos son los pasos que debe seguir al cortar techos de metal:
- Mida y marque la línea de corte en la parte inferior del panel del techo.
- Utilice tijeras de hojalatero para cortes pequeños o esquinas y una sierra circular con una hoja para cortar metal para cortes largos y rectos.
- Corte con el lado pintado hacia abajo para minimizar el daño al acabado.
- Utilice la limpieza con vapor para eliminar virutas o residuos de metal después de cortar para evitar la oxidación.
Utilice siempre guantes y protección para los ojos al cortar techos de metal, ya que los bordes pueden ser extremadamente afilados.
¿Debo invertir en una máquina de corte por láser o elegir un servicio?
Desde la fabricación de equipos simples hasta las grandes empresas, como las industrias aeroespacial y automotriz, los servicios de corte por láser son cruciales para diversas operaciones de fabricación. La técnica es un procedimiento eficaz y altamente eficiente adecuado para una amplia gama de materiales.
Sin embargo, la elección inteligente para las empresas de fabricación a pequeña escala es elegir un servicio en lugar de invertir en la máquina, ya que es una excelente manera de ahorrar costos y ofrecer calidad a los clientes. Sin embargo, si los fondos están disponibles, invertir en máquinas de corte por láser podría ser muy rentable debido a las numerosas ventajas que ofrece el dispositivo.
De todos modos, la elección depende exclusivamente del fabricante. Si decide contratar un servicio, contacte con Krrass, expertos en servicios de corte láser de chapa metálica.
Sus servicios de corte por láser en línea para piezas de chapa
¿Busca una empresa que garantice servicios de corte láser de calidad? Krrass es justo lo que necesita para su fabricación.
Somos una empresa de confianza que ofrece servicios de fabricación de chapa metálica para prototipado rápido y producción a medida. Garantizamos servicios de corte láser de chapa metálica de alta calidad y ofrecemos soluciones rentables y a medida, según sus necesidades.
Alternativas al corte por láser
Tal vez no desee utilizar el corte por láser y no esté seguro de cómo cortar formas en láminas de metal; a continuación se presentan otras opciones de gama alta para sus necesidades de fabricación.
EDM
La electroerosión (EDM), al igual que el corte por láser, utiliza energía térmica para eliminar fragmentos de material. Utiliza descargas eléctricas (chispas) para cortar la forma deseada del material. En comparación con el corte por láser, la electroerosión produce un mejor acabado superficial con una zona menos afectada por el calor. Además, es adecuada para cortar piezas de material endurecido.
CNC fresado
El fresado CNC implica el uso de cortadores rotativos de alta velocidad para dar forma a los materiales. Las operaciones de fresado funcionan bien en metales, aleaciones y no metales. Al igual que el corte por láser, son un proceso de fabricación sustractivo de alta precisión. La principal diferencia entre los dos procesos es que, mientras que el fresado utiliza herramientas de corte, cortadores giratorios, para tallar o dar forma a los diseños, el corte por láser utiliza haces de luz, fusión por láser o quemado de la forma del diseño.
Corte por chorro de agua
El corte por chorro de agua es una técnica de fabricación que consiste en utilizar agua o una mezcla de agua y sustancias abrasivas a alta presión para cortar una pieza de material.
A continuación se muestra una comparación entre Corte por chorro de agua y corte por láser.
- Los cortadores láser pueden grabar números o marcas, mientras que el corte por chorro de agua solo permite cortar.
- Ambos son adecuados para cortar una amplia gama de materiales. Sin embargo, los chorros de agua no pueden cortar materiales más gruesos que los cortadores láser, hasta 50 mm.
- El corte por láser tiene mejores niveles de tolerancia y presta más atención a los detalles intrincados, lo que los convierte en la mejor opción para geometrías complejas.
puñetazos
El punzonado utiliza una punzonadora para cortar la forma deseada de una pieza de material. Al igual que otras operaciones de CNC, el punzonado es una técnica de alta precisión para la fabricación de piezas y también es adecuada para una amplia gama de materiales. Sin embargo, el punzonado no es ideal para fabricar componentes con geometrías complejas.
Conclusión
El corte por láser es una tecnología utilizada en el prototipado rápido para cortar materiales. Este artículo presentó su funcionamiento, su historia, tipos y otros aspectos que quizás conozca. Creemos que ya ha aprendido algo sobre el corte por láser. Sin embargo, en Krrass puede confiar en los mejores servicios de corte por láser.
