Para muchas industrias las cortadoras láser son herramientas muy útiles a la hora de crear y fabricar prototipos. Las utilizan las empresas de hardware, las startups y los talleres para crear prototipos rápidos y baratos. Los fabricantes y entusiastas del hardware las utilizan como “arma” de fabricación digital para llevar sus diseños digitales al mundo físico.

En la industria metalúrgica actual también son muy utilizadas, debido a que no hay muchos procesos de fabricación que puedan compararse con el corte por láser. 

Esto se debe a que las máquinas de corte por láser ofrecen resultados de alta calidad con tolerancias casi perfectas, a la vez que aceleran el tiempo de producción. De hecho, al ser uno de los procesos de fabricación más eficientes disponibles en la actualidad, el corte por láser se está convirtiendo en uno de los principales métodos para el procesamiento de metales.

En esta guía de Corzosa le explicaremos todo lo que necesita saber sobre estos equipos. Los fundamentos sobre cómo funciona una cortadora láser, algunos de los tipos más frecuentes de máquinas de corte láser,  las diferencias entre los cortes utilizados, y mucho más.

maquina corte laser

¿Qué es una máquina de grabado láser?

Una cortadora láser es un tipo de máquina CNC (control numérico por computadora), lo que significa que está controlada por un ordenador. Un fabricante puede diseñar sus ideas en el software digital y enviarlo a la cortadora láser para que lo corte o grabe con precisión, utilizando un rayo láser.

Existen diferentes tipos que se ajustan a necesidades específicas dentro de un amplio rango de industrias. Cada máquina de grabado láser permite realizar cortes y diseños personalizados con una precisión absoluta que optimiza de forma considerable la producción. 

Tipos

La tecnología de corte por láser ha reducido el trabajo humano con su maquinaria controlada por ordenador. No es necesario ningún tipo de trabajo manual cuando se trata de manejar una máquina de corte por láser, lo que la hace muy fácil de usar. A la hora de decidir qué láser utilizar para una tarea concreta, hay que enumerar todos los requisitos que se buscan cumplir, y ver cuál de los siguientes tres tipos de máquinas de corte láser se ajusta mejor a sus objetivos.

Láseres de gas

Este tipo de láser utiliza una mezcla de dióxido de carbono (CO2). Se hace viable estimulando eléctricamente dicha mezcla de dióxido de carbono.

Cuando se inventó el corte por láser de gas en 1964, no era lo suficientemente potente como para cortar metales. Desde entonces, la tecnología ha evolucionado y puede cortar también metales, aunque sigue siendo más adecuado para los no metales. Tiene una longitud de onda de 10,6 micrómetros y se utiliza en muchos ámbitos médicos e industriales.

El corte por láser con gas también utiliza nitrógeno, que funciona bien con metales como el acero y el aluminio, aunque hay que tener cuidado de que el nitrógeno sea puro. Si no se hace así, se puede oxidar el metal con el que se trabaja.

Láser de cristal

El corte por láser de cristal es un proceso que utiliza láseres fabricados con nd:YAG (granate de aluminio e itrio dopado con neodimio) y nd:YVO (ortovanadato de itrio dopado con neodimio). Estos cristales forman parte del grupo de los de estado sólido y permiten un corte de altísima potencia. Puede utilizarse tanto con metales como con no metales.

El corte por láser de cristal también tiene raíces que se remontan a 1964, siendo creado en los mismos laboratorios que los láseres de gas; los Laboratorios Bell. Con una longitud de onda de 1,064 micrómetros, es útil para una gran variedad de aplicaciones, desde la medicina y la odontología hasta el ejército y la fabricación.

El mayor inconveniente de una máquina láser de cristal es que se trata de un equipo caro, compuesto por diodos de bombeo igual de caros. Una máquina láser de cristal tiene una esperanza de vida más corta que otras máquinas del mercado, de unas 8.000 a 15.000 horas, lo que significa que podría costarle más durante un período de tiempo más largo, por no mencionar si tiene que sustituir los costosos diodos de la bomba en caso de que se rompan.

Láseres de fibra

El último tipo de corte es con láseres de fibra. Tiene varias similitudes con el proceso de cristal, en el hecho de que la fibra óptica también pertenece al grupo de estado sólido, y también tiene una longitud de onda de 1,064 micrómetros.

La mayor ventaja que ofrece el láser de fibra es que tiene una vida útil mucho más larga que la de los dos tipos de corte anteriores, de unas 25.000 horas. También requiere muy poco mantenimiento y, en caso de necesitar piezas de repuesto, son muy baratas.

Diferencias en los tipos de corte

Aunque el corte por láser puede producir piezas de alta tolerancia, complejas y de precisión, puede no ser apropiado para todas las aplicaciones de fabricación, siendo otros procesos de corte más adecuados y rentables. A continuación se muestran algunas comparaciones entre el corte por láser y otros procesos de corte.

Mecánico

El corte mecánico es un proceso de fabricación que emplea equipos motorizados (por ejemplo, tornos, fresadoras y prensas) para cortar, dar forma y cizallar el material en formas y diseños personalizados. El corte por láser tiene varias ventajas sobre el corte mecánico; permite una mayor precisión y mayores tolerancias, además de ofrecer menores costes de material (por ejemplo, menos residuos) y de mantenimiento.

Sin embargo, el corte por láser también suele requerir una inversión inicial y unos costes operativos mucho más elevados que el corte mecánico, debido al costoso equipo de corte por láser y al elevado consumo de potencia y energía del equipo.

Láser

La producción de piezas troqueladas es una de las aplicaciones de fabricación para las que el corte por láser puede servir como solución alternativa a los procesos de otros cortes. El corte por láser ofrece capacidades para una mayor precisión y una creación de prototipos más rápida.

Además, ofrece tolerancias aún más estrictas para diseños y patrones más intrincados. El corte por láser es más rentable para la creación de prototipos y los ajustes de diseño, ya que el proceso no requiere la creación de componentes de troquel separados para probar nuevos diseños. 

Plasma

El corte por plasma, también denominado corte por arco de plasma, es un proceso de fabricación que emplea un cono de gas ionizado sobrecalentado para cortar y dar forma a materiales conductores de la electricidad en formas y diseños personalizados. En comparación con el corte por láser, que es capaz de cortar materiales metálicos y no metálicos, el corte por plasma tiene una gama más limitada de materiales adecuados, ya que solo los materiales eléctricamente conductores pueden ser cortados a través del proceso de corte por plasma. 

Además, las piezas cortadas por plasma se producen con una precisión significativamente menor y con tolerancias más bajas, debido a la mayor anchura del corte producido durante el proceso. A pesar de estas limitaciones, el corte por plasma ofrece unos costes de equipo y de funcionamiento más bajos (debido al menor consumo de potencia y energía) y un tiempo de respuesta más rápido en comparación con el corte por láser, así como la capacidad de cortar materiales más gruesos y de varias capas.

Usos de este tipo de máquinas

Las máquinas de corte láser se han convertido en herramientas muy útiles para la creación de prototipos y la fabricación. Algunos de sus usos son:

  • Permitir la creación rápida de prototipos, porque permiten a los diseñadores iterar rápidamente y a bajo coste sus diseños antes de producirlos a gran escala.
  • Facilitar el corte de grandes piezas de material en los talleres mecánicos y en la fabricación industrial.
  • Ayudar a empresas de hardware para crear prototipos. También se utilizan a nivel educativo para crear prototipos pequeños.
  • Permitir que artistas y creadores digitales puedan dar vida en el plano físico a sus diseños

¿Cómo funcionan?

Independientemente del tipo de cortadora láser que utilice, todas utilizan el mismo proceso a la hora de usar un rayo láser para cortar material. A continuación se lo explicamos paso a paso:

  1. El sistema envía un haz de luz intensa que se refleja a través de un conjunto de espejos hasta el cabezal de corte.
  2. Dentro del cabezal de corte, el láser se enfoca a través de una lente y se reduce a un haz extremadamente concentrado. 
  3. A continuación, el haz se proyecta hacia el material y se utiliza para cortarlo.

Hay que tener en cuenta que el haz de una cortadora láser suele tener un diámetro de entre 0,1 y 0,3 mm y una potencia de entre 1 y 3 kW. Esta potencia debe ajustarse en función del material a cortar y del grosor.

Para cortar materiales reflectantes como el aluminio, por ejemplo, puede necesitar potencias de láser de hasta 6 kW.

El corte por láser no es la mejor opción para metales como el aluminio y las aleaciones de cobre, porque tienen excelentes propiedades de conducción del calor y de reflexión de la luz, lo que significa que necesitan láseres más potentes.

¿Qué pueden cortar estas máquinas?

Las máquinas láser son capaces de cortar y grabar una gran variedad de materiales. Sin embargo, también hay materiales que no pueden procesar.

Esto puede deberse a que el láser no puede cortar el material, o a que se generarían gases tóxicos. Tampoco se deben utilizar materiales muy inflamables.

Dependiendo de la potencia y otras especificaciones de la máquina que se utilice, el grosor máximo del material que se puede cortar variará.

La potencia de las cortadoras láser se mide en vatios. Los niveles de potencia típicos oscilan entre 30 vatios y 120 vatios. Los láseres de mayor potencia se utilizan sobre todo en aplicaciones industriales. 

Algunos de los materiales que se pueden cortar con estos equipos son:

 

  • Madera simple, contrachapada o MDF
  • Corcho
  • Papel
  • Carón
  • Cuero
  • Fieltro
  • Acrílico
  • Polipropileno
  • Cerámica
  • Vidrio
  • Metales

corte por laser

Ventajas de las máquinas cortadoras de láser

Estas son las razones por las que se prefiere el corte por láser en comparación con otras tecnologías de corte:

  • Alta precisión y exactitud
  • Alta velocidad de producción
  • Más asequible que las máquinas CNC del mismo calibre
  • Amplia compatibilidad de materiales
  • Sin riesgo de contaminación (ya que es un proceso sin contacto)
  • Anchos de corte más estrechos

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