Precisión, velocidad y flexibilidad, principales características del corte por láser
Esta tecnología utiliza energía térmica para separar piezas de chapa
Principalmente, el corte por láser se clasifica en dos procesos, el láser de CO2 y el láser de fibra, éstos son los tipos de láseres más extendidos a nivel industrial.
El corte láser es un proceso de fabricación que emplea un haz de luz (o rayo láser) para cortar materiales con gran precisión. Este método se utiliza ampliamente en la industria metalúrgica debido a su capacidad para cortar materiales de diversos grosores y formas complejas, además de su rapidez y precisión en el corte. Así definen la función del corte por láser desde la compañía LaserBoost; y es que son numerosas las empresas que utilizan esta tecnología en auge y en continua innovación. Junto a LaserBoost, hablamos con otras de ellas en el siguiente reportaje.
Para realizar esta actividad, se emplea una energía térmica por la cual un rayo láser enfoca la luz en un punto de la superficie del material que se está cortando, elevando su temperatura hasta que se derrita o vaporice. Cuando el rayo láser penetra en la superficie, comienza el proceso de corte, dirigiendo el rayo láser a un punto específico de acuerdo con la geometría seleccionada hasta separar completamente el material. Al final de la operación de corte, realizada con equipos profesionales y de alta tecnología, se utilizan gases comprimidos (oxígeno, nitrógeno o dióxido de carbono) para extraer el material resultante. En Messer, aclaran que el corte por láser es un proceso de corte térmico mediante el cual el haz se enfoca en el material a través del orificio en la boquilla, esto calienta el material y lo funde mientras que el gas de corte, que fluye coaxialmente a través de la boquilla, elimina el material fundido. El corte por láser es conocido por su alta precisión. De esta manera, la empresa diferencia entre tres tipos de corte por láser:
Corte por sublimación: El rayo láser lleva el material a su punto de vaporación (sublimación). Un gas de corte inerte como el nitrógeno obliga al material fundido a salir durante el corte. Los materiales típicos para este tipo de corte son madera, plástico y metales finos.
Corte por llama o corte por oxígeno: Este proceso se caracteriza porque el material se calienta hasta el proceso de ignición. El oxígeno se emplea como gas de corte, de modo que el material se quema y forma un óxido que se derrite a través de la energía adicional de la combustión. El material típico para este tipo de corte es, por ejemplo, el acero de baja aleación (acero dulce).
Corte por fusión: El material se funde directamente con el rayo láser. Al igual que con el corte por sublimación, aquí también se usa un gas inerte, generalmente nitrógeno, para forzar el material fundido fuera del corte. Este proceso se usa típicamente para aceros aleados (acero inoxidable).
Todos los procesos tienen en común que el ancho de corte (ancho de sangría) es muy pequeño en comparación con otros procesos de corte térmico. Así, el material fundido es mínimo y la energía del láser se usa de manera más eficiente. La entrada de calor en el material es, por lo tanto, relativamente baja, de modo que incluso las geometrías pequeñas se pueden cortar. Además, el filo es relativamente recto, lo que da una precisión muy alta de los componentes en el proceso de corte. Esto significa que el corte por láser se utiliza en las áreas más diversas, específicamente donde se requiere una alta precisión para la geometría de la pieza y el borde de corte. El rango para láminas de acero es hasta un espesor de material de 20 mm y en ciertas circunstancias hasta 25 mm.
Durante el proceso de corte del metal, el láser apenas genera calor, por lo que las piezas no se deforman.
Principalmente, el corte por láser se clasifica en dos procesos, el láser de CO2 y el láser de fibra, éstos son los tipos de láseres más extendidos a nivel industrial. El proceso de este tipo de corte tiene sentido cuando se realiza para aplicaciones especiales. Para obtener incluso más flexibilidad, el corte por láser también se puede combinar con otros procesos de corte como por ejemplo el corte por plasma.
Entre las principales ventajas de esta técnica, Jorge Torres Artime, responsable del departamento de marketing de Oxiplant, establece:
Elevada precisión de corte.
Corte de orificios muy pequeños
El servicio de corte láser ofrece amplias posibilidades de automatización.
Durante el proceso de corte del metal, el láser apenas genera calor, por lo que las piezas no se deforman.
Gran velocidad de corte láser en piezas de pequeño espesor.
Permite cortar perfiles de tubo por láser.
Por otro lado, Joan García Pubill, CTO & Founder de LaserBoost, afirma: “Las principales ventajas del corte por láser frente a otras tecnologías de corte incluyen su precisión, velocidad y flexibilidad. El láser puede cortar materiales con una precisión de hasta ±0,1 mm en el caso de máquinas industriales, lo que significa que se pueden crear piezas muy detalladas y complejas con una alta calidad de corte. Además, el corte por láser es muy rápido y puede producir piezas en grandes cantidades. También es muy flexible, lo que significa que se puede utilizar para cortar una amplia variedad de materiales y espesores. Nosotros trabajamos con acero, aluminio, latón y cobre, con un rango de 0,5 mm hasta 8 mm de espesor”.
En línea con lo anterior, Olaia Gilabert, responsable del departamento de marketing de Messer, señala que entre las principales ventajas que ofrece la tecnología de corte por láser encontramos la adecuación para cualquier tipo de material, además con el corte por láser no es necesario ningún tipo de procesamiento posterior gracias a su alta precisión.
Aplicaciones en la industria metalúrgica
El corte láser es una técnica muy utilizada en la industria metalúrgica debido a sus numerosas aplicaciones. Para LaserBoost las principales son:
Fabricación de piezas de precisión: El corte láser permite cortar metales con gran precisión y rapidez, lo que lo convierte en un método ideal para la fabricación de piezas de precisión.
Producción de prototipos: El corte láser también se utiliza para producir prototipos de piezas metálicas antes de pasar a la producción en masa.
Fabricación de componentes de maquinaria: La técnica del corte láser se utiliza en la fabricación de componentes de maquinaria, como piezas para motores y sistemas de transmisión, es un proceso capaz de trabajar en grandes grosores sin perder precisión.
Fabricación de productos de metal decorativos: La capacidad del corte láser para cortar metales con formas y diseños complejos lo convierte en una técnica ideal para la fabricación de productos de metal decorativos, como piezas de arte y joyas.
En resumen, el corte láser se ha convertido en una técnica indispensable en la industria metalúrgica gracias a su versatilidad, precisión y rapidez.
La precisión y la velocidad son también dos puntos claves del corte por láser en la industria metalúrgica para Oxiplant. “Industrias como la militar, naval, energías renovables, obra civil y fabricación de máquinas entre otras, presentan gran demanda de este tipo de corte”, señalan desde la compañía.
El láser puede cortar materiales con una precisión de hasta ±0,1 mm en el caso de máquinas industriales, lo que significa que se pueden crear piezas muy detalladas y complejas con una alta calidad de corte.
La industria automovilística se encuentra entre las principales aplicaciones del corte láser, según indican desde Messer. Sin embargo, debido a la reducción en los costes de inversión inicial, los costes de mantenimiento y producción, y debido a los nuevos sistemas de láser de fibra, hoy en día el corte por láser puede enfocarse a cualquier tipo de aplicación en la industria metalúrgica.
Evolución del sector
“En la actualidad, los sistemas de corte por láser son ampliamente utilizados en diversas industrias, sin importar el grosor de la placa de metal con la que trabajan. Estos sistemas están revolucionando la forma en que se diseñan y producen grandes cantidades de artículos, herramientas y materiales. Aunque la mayoría de estas máquinas cortan superficies planas de manera horizontal, ya existen máquinas capaces de operar en superficies en tres dimensiones, en Oxiplant contamos con una de estas máquinas láser para cortar tubos y perfiles”, indica Jorge Torres Artimes, responsable del departamento de marketing de Oxiplant.
Asimismo, “las empresas fabricantes se han enfocado en desarrollar tecnologías que mejoren la productividad y reduzcan el costo de producción, buscando soluciones que optimicen el rendimiento y disminuyan los costos tanto de mano de obra, como los costes operativos. Algunos fabricantes consideran que un desafío importante en el desarrollo de la tecnología de corte por láser es la capacidad de gestionar equipos que se adapten a las necesidades de corte de lotes pequeños y medianos, mientras que otros buscan maximizar la potencia de los láseres de fibra para ofrecer al mercado equipos capaces de cortar chapas de metal gruesas a mayor velocidad. Los progresos tecnológicos han posibilitado que las máquinas de corte por láser sean cada vez más exactas y cuenten con características especiales que mejoran su usabilidad, tales como la regulación vertical automática, el indicador de tiempo, el posicionamiento mediante puntero láser, y las alarmas de finalización de trabajo. Todo esto permite llevar a cabo labores más refinadas y precisas”, aclara Torres.
La tecnología de corte láser ha evolucionado significativamente en las últimas décadas. Los avances han permitido un corte más rápido y limpio, y la introducción de sistemas de automatización ha mejorado la eficiencia de los procesos de corte. “Además, ha habido un factor de innovación muy notable en el control y monitoreo de los procesos. Ahora todos los fabricantes de máquina de corte láser suministran un paquete de software que permite el control de la producción, gestión de cargas inteligente y agenda de mantenimiento, entre otros, aportando valor para que las empresas se acerquen más a la Industrial 4.0 y al IoT”, apunta Joan García Pubill, CTO & Founder de LaserBoost.
Para Messer, estas soluciones evolucionan con la misma rapidez que el resto de la industria. Todos los procesos se centran en enfocar la industria hacia la Industria 4.0 y la digitalización de los procesos productivos de la empresa. Al diseñar la plataforma Element los desarrolladores incorporaron las últimas tecnologías disponibles en la actualidad e intentaron predecir las tendencias futuras. Además de la tecnología de sistema robusta y de alta calidad, también es especialmente importante que la máquina pueda integrarse sin problemas en el flujo de trabajo del cliente.
De este modo, “Messer ofrece una solución de software modular que puede configurarse en función de las distintas necesidades. Messer presenta una amplia cartera de software, con OmniWin y OmniFab. A través de nuestro software OmniFab, el feedback de todo el proceso en ejecución llegará en tiempo real, informando rápidamente para poder reaccionar ante imprevistos y tomar las decisiones adecuadas. La estrecha conexión entre los sistemas ERP y la unidad de corte por láser Messer le facilitará al usuario el aumento de la productividad global gracias a su transparencia. Con este avance tecnológico logrará que los operarios se conviertan en expertos, los programadores podrán controlar el proceso de forma remota y los gerentes de la producción conocerán el estado del trabajo y los costos operativos”, subraya la responsable del departamento de marketing de Messer, Olaia Gilabert.
Novedades de las empresas
Messer pone el foco en la productividad. Como resultado, ha desarrollado la nueva plataforma Element L, que combina la alta productividad y precisión, con la tecnología láser de última generación. “La máquina láser Element L, destaca por su extraordinaria alta dinámica, su alta capacidad, le permitirá procesar económicamente láminas de gran formato XXL. Podrá combinar varias funciones con un software potente para garantizar la máxima productividad y rendimiento”, apunta Gilabert.
Para la mejora de la productividad, la plataforma Element L permitirá incorporar distintos procesos a la máquina de corte por láser. De ese modo, entre los diferentes procesos se encuentra, por ejemplo, el corte en bisel por láser Bevel U que permitirá realizar cortes en bisel en las piezas de trabajo de -50º y 50º, así como crear diferentes formas de bisel como, V, Y, X y K o biseles invertidos, para procesos de soldadura de las piezas de trabajo. Otro de los procesos que se pueden adaptar a la plataforma Element L es el proceso de corte por plasma y oxigas, de igual manera podrá automatizar los procesos incorporando a la plataforma los sistemas de marcado de Pin Marker e Inkjet Marker.
Messer ofrece una solución de software modular que puede configurarse en función de las distintas necesidades. La compañía presenta una amplia cartera de software, con OmniWin y OmniFab.
“Con nuestra nueva plataforma, queremos ofrecer un salto en el rendimiento de la tecnología láser, ofreciendo una experiencia de usuario mejorada, así como una mejor calidad de corte junto con una plataforma flexible adaptada a sus necesidades. De esta manera, la plataforma Element L se convertirá en una solución total perfecta para el procesamiento de metales en solo unos pocos pasos”, afirman desde Messer.
“En LaserBoost nos enorgullece ser la primera empresa industrial española nacida digitalmente, y ofrecemos una solución de corte láser y plegado de chapa en línea para satisfacer las necesidades de nuestros más de 5000 clientes en todo el mundo. Nuestra plataforma de fácil uso incluye un configurador online donde podrás subir tus diseños en una gran variedad de formatos vectoriales 2D y 3D, como dxf, dwg, STEP, pdf, entre otros. Nuestro sistema de cotización en línea te proporcionará un precio inmediato y real, lo que te permitirá realizar pedidos rápidamente y sin problemas”, indican desde LaserBoost.
De esta manera, García subraya: “En LaserBoost entendemos que la fiabilidad y la puntualidad son factores críticos para nuestros clientes. Por eso, nos comprometemos a cumplir con los plazos de entrega y ofrecemos la posibilidad de escoger la fecha de entrega en un calendario, así como también la opción de fabricación urgente con entrega en solo 3 días. Con LaserBoost, podrás disfrutar de una experiencia de compra en línea fácil, rápida y segura, con características como pago en línea, cuentas de usuario, envío de facturas al instante, seguimiento de envíos, entre otras. Además, no hay cantidad mínima y ofrecemos envío a más de 60 países. Nuestra presencia global en 2022 nos permitió trabajar con más de 750 compañías y satisfacer las necesidades de miles de clientes en todo el mundo, especialmente en Estados Unidos, Europa y España. Este año 2023, nos esforzamos por mejorar aún más nuestro sistema en línea y ofrecer nuevos procesos de fabricación, todo con el objetivo de convertirnos en tu proveedor de confianza para piezas metálicas personalizadas”.
Jorge Torres Artime apunta: “Oxiplant, que garantiza a sus clientes importantes stocks y alternativas de suministro en acero al carbono en cualquier formato y calidad, ofrece a sus clientes soluciones en corte por láser con tecnología de vanguardia; actualmente contamos con 2 máquinas equipadas con cabezal de estado sólido (ambas de 10 kW), los cuales nos otorgan unos avances excelentes y nos dan un plus en cuanto a fiabilidad y productividad se requiere. Esto hace que tengamos una amplia versatilidad de corte (disponemos de una mesa de corte 6000 x 2000 mm + otra de 16000 x 3000), podamos alcanzar con esta tecnología / potencia unos espesores de hasta 25mm en acero al carbono e inoxidable, en aluminio trabajamos hasta espesores 12/15mm y reducimos los tiempos improductivos”.
Los láseres ofrecen una gran versatilidad al poder utilizarse en diversos materiales con diferentes grosores. Gracias a su diseño compacto, los láseres se integran sin problemas en instalaciones ya existentes.
