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1. Introducción al corte láser ¿Qué es la luz? La luz es un elemento de la naturaleza capaz de comportarse simultáneamente como onda y partícula. La partículas de que se compone la luz se llaman fotones. Como onda posee la capacidad de reflejarse, sumarse, polarizarse y anularse en su interacción con otras ondas iguales pero opuestas. En su comportamiento como partícula es capaz de transmitir energía de un sitio a otro por medio de los fotones. ¿Cómo se produce la luz? El átomo se compone del núcleo y una serie de electrones situados a su alrededor en las denominadas “capas de valencia”. (Modelo de Bohr). Cuando los electrones están bien distribuidos en las capas se dice que el átomo está en estado estable, metaestable o estado fundamental. La energía externa aportada a un átomo es absorbida por sus electrones. A partir de una determinada cantidad los electrones pueden saltar a capas de valencia exteriores. Se dice entonces que el átomo está excitado. Transcurrido un tiempo suficiente, que varía de un elemento químico a otro, los electrones con mayor nivel de energía regresan a su capa de valencia original permitiendo al átomo recuperar así su estado fundamental. Al regresar el electrón a la capa original cede su exceso de energía al medio emitiendo un fotón y por tanto generando luz. El fotón emitido se traslada por el medio como una onda y sus variables asociadas (amplitud, longitud de onda y frecuencia). Luz visible e invisible Nuestros ojos son sensores precisos capaces de ver sólo un tipo de luz (Espectro visible) frente a toda la que realmente se emite y no vemos (Espectro no visible).
2. ¿Qué es un láser y cómo funciona? Láser (del inglés Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) es un dispositivo capaz de inducir o estimular la emisión de un "haz de luz coherente" tanto "espacial como temporalmente". Analizando los términos de la definición tenemos: Luz estimulada: es emitida por átomos excitados capaces de emitir fotones cuando vuelven a su estado estable. Coherencia espacial: puede hacerse converger el flujo de fotones en una dirección y sentido concretos. De este modo puede dirigirse a un punto pequeño y concreto del espacio. Coherencia temporal: capacidad para concentrar la emisión de fotones en un rango espectral muy estrecho. Es decir que todos los fotones emitidos tienen la misma longitud de onda o están muy cerca unos de otros. Amplificación de la luz: La suma de las ondas con longitudes de onda similares da como resultante una onda amplificada suma de las demás. Es decir una onda mucho más energética. Por tanto: Un láser es un dispositivo capaz de concentrar un haz luminoso de alta energía en un punto muy concreto del espacio durante un tiempo determinado. 3. Elementos básicos de un láser:
4. Corte por Láser de CO2 La tecnología del corte con láser se basa en la generación de un haz láser de elevada potencia que es dirigido hacia la pieza a mecanizar mediante un sistema de espejos de reflexión de alta precisión y una lente de enfoque convergente. En la zona de incidencia del rayo se consigue una elevada densidad de energía térmica concentrada que produce la volatilización del material al no poder ser disipada, transmitida o reflejada. Hay 3 parámetros fundamentales para el corte/grabado láser: ● El material: su capacidad para reflejar el láser, disipar el calor, el grosor a usar y si comportamiento inflamable (Crea llama). Inciden sobre todos los demás parámetros. ● La potencia del láser: es la que determina qué materiales y de que grosor pueden ser cortados / grabados por cada equipo. ● La velocidad del cabezal láser: combinado adecuadamente con la potencia y el material marca la diferencia entre las operaciones de corte y grabado así como la calidad de las mismas. Todos los procesos deben realizarse a una velocidad adecuada teniendo en cuenta el material a cortar, el acabado requerido y la aplicación posterior de la pieza pues su estructura interna es modificada en las inmediaciones de la zona de corte. Trabajar a velocidad inadecuada aumenta el riesgo de no cortar la pieza e incluso incendiar el material si es inflamable. 5. Ventajas del corte láser No genera viruta ni deshechos apenas. Ofrece mejor precisión y acabado superficial (rugosidad). Permite obtener formas complejas y difíciles de obtener por otros medios sobre materiales muy duros con independencia de su tamaño. Permite obtener paredes verticales y acabados de esquinas vivas. En el mecanizado por láser no hay contacto entre herramienta y pieza, así se evita que se produzcan fallos, roturas y desgastes. Mecanizado rápido y productivo. 6. Aplicaciones Debido a todas estas ventajas podremos usar la máquina láser para el corte, grabación, quemado y marcado. En función de los parámetros que utilicemos conseguiremos los distintos resultados. 7. Comparación del corte láser respecto a otras tecnologías de fabricación digital Dependiendo del material y el trabajo a realizar el corte por láser tiene una velocidad muy superior a las máquinas de fresado convencionales para realizar una misma pieza. Son máquinas silenciosas, desprovistas de grandes vibraciones pero precisan de una salida adecuada de humos por los gases desprendidos en el proceso de corte. Esto condiciona el lugar para su instalación. El precio es bastante elevado incluso para modelos básicos pero están volviéndose más económicos conforme se generaliza su uso de cara a principiantes y pequeños fabricantes. Equipos básicos de marcas como Epilog o Trotec rondan los 6000 EUR. Otros aspectos a tener en cuenta a la hora de usar un láser son los equipo auxiliares necesarios para su correcto uso. 8. Referencias Enlaces para explicar de manera simplificada que es un láser y en concreto de CO2 http://www.portalplanetasedna.com.ar/laser.htm http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1ser 9. Limitaciones del proceso y posibles soluciones Con los modelos más normales, tampoco se puede cortar o grabar metales, dado que el láser rebota en su superficie. Para grabar con láser pueden utilizarse unos sprays sobre la superficie que fundiremos con el láser para dar la sensación de material grabado. Podemos encontrar estos sprays online. Por ejemplo: http://www.vimarc.es/cermark.html Buena referencia sobre materiales que se pueden cortar y los que no:http://fabricame.com/corte-laser/ |
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