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El láser de fibra se abre paso

Las tecnologías de corte están evolucionando continuamente y uno de los avances recientes más significativos en este campo es el láser de fibra. La tecnología de láser de fibra lleva disponible tan sólo de tres a cinco años; por ello, muchas compañías aún están familiarizándose con ella y sólo ahora están empezando a apreciar las diferencias entre la fibra y el más conocido proceso de láser de CO2

Corte de chapa con el láser de fibra Hypertherm HyIntensity™ HFL015

De entre los principales métodos de corte térmico, basados en tecnologías como el oxifuel, el plasma y el láser, el corte con láser ofrece la mejor calidad de corte, especialmente para las formas detalladas y los orificios con una relación de diámetro/espesor inferior a 1:1. Esto hace del láser el método más adecuado para las necesidades de corte de precisión más estrictas de cualquier industria.

Además, dentro de la categoría de corte con láser, el láser de fibra está recibiendo una atención considerable gracias a que ofrece la velocidad y la calidad de corte del láser de CO2 pero con unos costes de mantenimiento y operación considerablemente menores. Esto hace del láser de fibra una tecnología de corte tan prometedora que numerosos expertos consideran que incluso adelantará a otros sistemas de láser.

Ventajas clave del corte con láser de fibra

En el láser de CO2, la transmisión del haz requiere la presencia de CO2 gaseoso. Sin embargo, en el láser de fibra la transmisión se realiza a través de diodos y cables de fibra. En lugar de recurrir a espejos para transferir el haz de luz, los sistemas de láser de fibra utilizan múltiples diodos de bombeo de estado sólido para generar un haz de láser, que a continuación es transmitido a través de un cable de fibra flexible hasta el cabezal de corte láser. Esto ofrece todo un número de ventajas, la primera de las cuales es el tamaño de la mesa. A diferencia de los láseres de gas, donde los espejos deben estar separados por una distancia determinada, en el láser de fibra no existe ninguna restricción de tamaño. Incluso es posible instalar un cono de láser de fibra junto a un cabezal de corte de plasma en una mesa de corte con plasma, lo cual no sería posible en el caso del láser de CO2. Por otro lado, la posibilidad de doblar o enrollar la fibra significa que los sistemas son relativamente compactos en comparación con los sistemas de gas de una potencia comparable.

Sin embargo, la ventaja más importante y significativa del láser de fibra es su eficiencia energética. Gracias a que el láser de fibra presenta un diseño monolítico y digital completamente de estado sólido, los láseres de fibra presentan una mayor eficiencia en el consumo energético que los láseres de CO2. Por cada unidad de potencia que pasa por un sistema de corte de CO2, es habitual que tan sólo se aproveche en realidad entre el 8 y el 10 por ciento. Mientras que con el láser de fibra los usuarios pueden esperar cifras de eficiencia de potencia mucho mayores, de entre el 25 y el 30 por ciento. En otras palabras, un sistema de fibra consume en total entre 3 y 5 veces menos energía que las versiones de CO2, por lo que es un 86% más eficiente energéticamente.

Los láseres de fibra también presentan propiedades lumínicas positivas tales como una longitud de onda más corta, que mejora la absorción del haz por el material cortado, y permite el corte de metales no conductores tales como el latón y el cobre. Una fuente de luz más concentrada crea un punto más pequeño y una profundidad de foco más larga, por lo que el láser de fibra corta rápidamente los materiales delgados y es más eficiente al cortar materiales de espesor medio. Hasta los 6 mm, un láser de fibra de 1,5 kW presenta una velocidad de corte equivalente a la de un láser de CO2 de 3 kW, lo que se traduce en una mayor productividad pero con unos costes empresariales menores dado que los costes operativos del corte con fibra son menores que los de los sistemas tradicionales de CO2.

También está la cuestión del mantenimiento. Los sistemas de láser de gas tradicionales requieren un mantenimiento regular; los espejos requieren mantenimiento y calibración y es necesario reemplazar los

El sistema de láser de fibra HyIntensity™ HFL015 de Hypertherm incluye la fuente de alimentación, el cabezal de corte, el suministro de gases, las consolas de interfaz de operador, los controles de movimiento y el software

resonadores. Por su parte, las soluciones de láser de fibra no requieren apenas mantenimiento, si es que requieren alguno. Los sistemas de corte con láser de CO2 requieren el gas de generación de láser de CO2, que puede acumular impurezas que deben ser limpiadas regularmente. Anualmente, esto puede suponer un coste de al menos 20 000 dólares estadounidenses para un sistema de láser de CO2 de varios kilovatios. Además, muchos formatos de corte con CO2 utilizan turbinas de alta velocidad para circular el gas de generación de láser y esas turbinas requieren mantenimiento y eventualmente una revisión general. Por último, dado que las soluciones de fibra son más compactas y presentan un espacio en planta más reducido que los sistemas de CO2, tienen menos requisitos de enfriamiento y su consumo energético es considerablemente menor.

La combinación de un bajo mantenimiento y una mayor eficiencia energética se traduce en el hecho de que el láser de fibra presenta una menor huella de carbono y por tanto es más ecológico que el corte con láser de CO2.

Qué aspectos deben considerarse 

al adoptar el láser de fibra

Existen varios factores importantes que deben tenerse en cuenta al adoptar el láser de fibra. La seguridad para los ojos es la primera. La luz de un sistema de láser de fibra tiene una longitud de onda peligrosa para los ojos, por lo cual es imprescindible una buena protección ocular. También es altamente recomendable una formación completa acerca del manejo correcto del sistema y la seguridad, dado que esta tecnología se lleva utilizando desde hace apenas cinco años. Muchos operadores no tienen demasiada experiencia en el

Ventajas de los procesos de corte térmico

Oxifuel Para chapa metálica de más de 75 mm de espesor. Adecuado para el acero al carbono; no resulta eficaz en el acero inoxidable ni el aluminio.Plasma Adecuado para espesores de corte de entre pocos milímetros y 75 mm. Preferido respecto al CO2 y el corte con láser de fibra en materiales de > 6 mm. Capaz de cortar una amplia gama de espesores de material y tipos de metales, incluidos los ferrosos y no ferrosos; puede usarse en metales oxidados, pintados o en malla.Láser de CO2 Excelente calidad de corte y productividad en materiales desde pocos milímetros a 12 mm. Una buena calidad en las formas detalladas en chapa delgada de alrededor de 6 mm. Los sistemas de alta potencia permiten cortar un amplio

corte con fibra, y esta falta de experiencia debe resolverse con una formación inicial adecuada acerca del control de los sistemas de corte con fibra.

Otra consideración es el material cortado. Mientras que el láser de fibra resulta excelente en el corte de la mayoría de los materiales, no puede utilizarse para cortar acrílico ni policarbonato y sólo puede cortar madera o tejidos en aplicaciones limitadas. Por otro lado, el espesor del material cortado es un factor importante a la hora de decidir el uso del láser de fibra. El corte de los materiales de mayor espesor requiere una mayor potencia y, en estas circunstancias, el corte con láser puede ser una opción menos atractiva. Aquí es donde la posibilidad de instalar un láser de fibra al lado de un cabezal de corte con plasma puede dar unos frutos excelentes. Los operadores pueden usar el láser de fibra para cortar materiales más delgados que requieran unas tolerancias más estrictas, antes de cambiar de forma rápida y sencilla al plasma. Incluso es posible cortar la misma pieza con dos métodos de corte diferentes. Por ejemplo, un operador puede cortar el exterior de una pieza con plasma y realizar a continuación las formas interiores con el láser de fibra.

intervalo de espesores con buenas tolerancias.Láser de fibra Mejor calidad de corte con la máxima eficiencia energética en materiales de menos de 6 mm. Idóneo para las formas detalladas en chapa delgada < 6 mm. Mejor calidad de corte que el plasma en orificios con una relación diámetro/espesor de menos de 1:1. Menores costes operativos y de mantenimiento que el láser de CO2; 86% más eficiente energéticamente que el láser de CO2.

Una última consideración importante es la elección de los componentes necesarios para una instalación completa de corte con láser y cómo adquirir cada componente. Un sistema completo que incorpore la fuente de potencia de láser, la consola de gas, el cabezal de corte con láser y el control de altura, el control numérico (CNC) y programas de control de corte ofrece la valiosa ventaja de contar con una solución llave en mano y totalmente integrada. Con una solución completa, el proceso de adquisición e integración del láser de fibra resulta mucho menos complicado. Considere la posibilidad de seleccionar un sistema optimizado específicamente para el corte y cuyos parámetros de corte estén identificados de antemano, de modo que pueda empezar a utilizarse con sólo conectarlo a la red eléctrica.

Conclusión

En resumen, el láser de fibra ofrece muchas ventajas exclusivas con respecto a los tradicionales sistemas de corte con láser de CO2, tales como una mayor eficiencia energética, menores costes de mantenimiento y una solución más compacta, aunque quizá no sea la opción idónea para todo el mundo. Antes de elegir una solución de láser completa, es importante considerar la seguridad y la formación, el tipo y el espesor del material cortado más frecuentemente y la calidad de corte necesaria.

Corte de alta precisión en acero dulce, acero inoxidable y aluminio

Sin embargo, por mucho que el corte con láser sea capaz de ofrecer múltiples ventajas a las compañías actuales, sigue siendo una tecnología relativamente nueva que está evolucionando rápidamente. Esto sólo significa que lo más probable es que el láser experimente una mejora continuada para alcanzar su auténtico potencial en los años venideros y que las compañías podrán cortar incluso más rápido y mejor con la tecnología de láser de fibra del futuro.

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