El mecanizado por láser y su aplicación en el tubo

El mecanizado por láser es el método de corte más preciso, con un acabado de calidad sin imperfecciones (rebaba), y se puede aplicar en hierro, acero inoxidable, aluminio, latón, cobre o titanio, y en distintos grosores, permitiendo llevar a cabo cortes redondos, cuadrados, rectangulares, ovales, octagonales y elípticos, además de perfiles muy diversos.

Se trata de un proceso de corte térmico, que funde o vaporiza el material en un punto concreto gracias a un haz de luz coherente de alta energía, que puede ser gaseoso (obtiene el haz generalmente de dióxido de carbono) o de estado sólido (obtiene el haz de un medio cristalino dopado).

En el sector del tubo tiene numerosas aplicaciones, especialmente en la industria de la manufactura, industria militar, aeronáutica, el diseño urbano y diseño de mobiliario, entre otros. Los perfiles en las estructuras metálicas de las estanterías, por ejemplo, suelen estar mecanizadas por medio de máquinas de corte láser.

Punto fuerte: la eficiencia

El punto fuerte principal del láser es la eficiencia, algo que permite trabajar con tiempos de entrega muy precisos ser más rápido y permitir una mejor planificación, reducir costes de mano de obra y de energía y minimizar el desperdicio de material.

Gracias a sus mejoras en la precisión y en la cuadratura de los bordes, el rango cada vez más amplio de medidas y grosores que puede cortar y el control cada vez más eficiente de entrada de calor, el corte con láser está desplazando cada vez más otras técnicas de mecanizado, como el aserrado, el taladrado o el fresado.

El mecanizado por láser es más respetuoso con el medio ambiente que otros tipos de mecanizado convencional, al generar menos desperdicio de material y menor gasto de energía.

Los tres pasos del mecanizado por láser

En el mecanizado por láser, la máquina viene guiada por un archivo CAD con el diseño de la pieza, llevado a cabo previamente por medio de un ordenador. El proceso consta de tres pasos:

Paso 1: La empresa que necesita cortar sus tubos envía los planos con las medidas y las formas de corte, que se introducen en un programa de diseño asistido por ordenador que verifica si esos planos son correctos para el mecanizado por láser y para el material que se desea cortar. La máquina lee los trazos en la superficie y el grueso de las piezas y se guardan los planos en un archivo tipo CAD.

Paso 2: Se introduce el material (en este caso el tubo) en bruto, sin cortar, en el lecho de la máquina y se configuran las preferencias de corte de acuerdo con el documento de diseño creado. Se ajusta la cantidad de energía utilizada, la velocidad y la frecuencia que se adecúa al material y al tipo de corte deseado.

Paso 3: Se lleva a cabo el trabajo de corte, en el que la máquina seguirá la trayectoria de los trazos del archivo diseñado por ordenador.

Tipos máquinas de mecanizado por láser

Existen varios tipos de máquinas de mecanizado por láser según las fuentes de calor que usan, que pueden ser gaseosa o de estado sólido.

Las máquinas de láser que usan un método gaseoso para producir el láser son:

Láser de CO2: Se trata de láseres de gas cuyo haz de luz se genera por medio de una mezcla de gases de dióxido de carbono que se estimula eléctricamente. Es uno de los láseres más antiguos, y se usa especialmente para procesar materiales no metálicos y la mayoría de plásticos por su longitud de onda (comprendida entre 9,4 y 10,6 μm).

Sus aplicaciones principales son el corte y la soldadura, además del grabado. También se usa en cirugía (tejidos vivos) y en fines militares (telemetría), por ser particularmente transparente al infrarrojo.

Las máquinas de láser de estado sólido son:

Láser de fibra: Son láseres cuyo haz de luz se crea por bancos de diodos. La luz se canaliza y se amplifica mediante un cable de fibra óptica similar al utilizado para transmitir datos de internet o para leer CDs. La luz amplificada, al salir del cable de fibra, que es colimada o enderezada y luego enfocada por una lente sobre el material a cortar. Se usan habitualmente para el corte de metales, incluyendo el tubo metálico.

Láser Nd-YAG y Nd-YVO (láser de cristal): Son láseres cuyo haz de luz también se crea por bancos de diodos, con la diferencia respecto al láser de fibra de que no incluye una etapa que mejora el brillo, lo que les proporciona pérdidas ópticas menores y un mayor rendimiento de potencia. No obstante, por este mismo motivo, los láseres de diodo directo son actualmente de menor calidad de haz comparados con los láseres de fibra.

Un sistema en constante evolución

Es necesario consultar con especialistas del mecanizado láser qué tipo de láser es el más adecuado para el trabajo que desean llevar a cabo. El láser experimenta continuamente mejoras, y se espera que llegue a alcanzar su auténtico potencial en unos años, pudiendo mejorar la rapidez y la tecnología utilizada.