Fundamentos del corte con láser

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El corte mediante láser es un proceso en el que el haz láser es focalizado sobre la superficie del material a cortar, alcanzándose una alta densidad de potencia. Además, se transmite un movimiento relativo entre la pieza y el haz para generar el trayecto del corte. Existen seis técnicas diferentes a través de las cuales un láser puede ser empleado para cortar. La elección de una de ellas depende fundamentalmente del tipo de material a cortar, del espesor de la pieza y del tipo de láser.

Técnicas de corte con láser

  • Corte por vaporización : La energía del haz láser es absorbida por el material que se calienta hasta la evaporación y abandona el substrato como vapor. Sin embargo, en materiales con bajo punto de evaporación se obtienen cortes de muy alta calidad incluso a escala micrométrica
  • Corte por fusión y arrastre : La energía aportada por el haz láser calienta el material que en su mayor parte se funde y en menor proporción se evapora, al mismo tiempo un chorro de gas asistente a presión expulsa el material fluido fuera del frente de corte.
  • Corte con gas reactivo : El haz láser calienta el material hasta que alcanza la temperatura a la cual reacciona con el gas asistente de forma exotérmica (generalmente oxígeno), este aporte extra de energía ayuda a fundir el material.
  • Fractura controlada : Este mecanismo sólo puede aplicarse a materiales frágiles susceptibles de sufrir fracturas térmicas. El haz láser calienta una pequeña zona provocando gradientes térmicos y, consecuentemente, severas tensiones mecánicas que provocan la fractura de la pieza.
  • Corte por troquelado : Es una variante del primer mecanismo en la cual se emplean una serie de ranuras, perforaciones o cortes ciegos en la superficie que permitirán quebrar la pieza mecánicamente a lo largo de las líneas marcadas.
  • Corte frío : Esta técnica se emplea cuando la energía del fotón incidente es similar a la energía de los enlaces atómicos del material a cortar, de forma que puede romper los enlaces. Entonces el material es descompuesto sin calentamiento dejando una cavidad sin residuos o daños en los bordes.

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Esquema del corte por fusión y arrastre con gas asistente

Las técnicas de corte por fusión y corte con gas reactivo son las más eficientes para cortar materiales que se pueden fundir, tales como los metales. Por ello son las más ampliamente empleadas en la industria.

Ventajas del corte con láser

Las ventajas del proceso de corte con láser son lo suficientemente atractivas y singulares como para explicar el elevado número de aplicaciones de esta técnica en la industria y la creciente implantación como herramienta que sustituye a los métodos tradicionales.

  • El corte puede tener un ancho muy estrecho permitiendo el aprovechamiento del material.
  • La zona afectada térmicamente puede ser muy pequeña, por lo que produciría una distorsión térmica muy baja.
  • No se ejercen tensiones mecánicas sobre la pieza procesada.
  • La pieza trabajada no necesita sujeción para evitar el arrastre por la herramienta.
  • Es posible cortar materiales blandos, duros, frágiles, friables o multifásicos casi con la misma facilidad.
  • No existe desgaste de la herramienta.
  • El corte puede realizarse fácilmente en todas las direcciones y puede iniciarse en cualquier punto.
  • Pueden realizarse cortes ciegos.
  • La velocidad de corte es alta en comparación con el empleo de una sierra dentada.
  • Fácilmente automatizable por control numérico.
  • El haz láser no tiene inercia, por tanto es posible alcanzar altas velocidades de desplazamiento de la herramienta.
  • Un mismo láser puede operar en múltiples estaciones de trabajo.

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El láser permite cortar cualquier material
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