- Descripción de la tecnología
- Variedades de dispositivos láser.
- Equipo
- Corte por láser de hierro fino
- Sistemas innovadores de láser.
- Ventajas y desventajas de la tecnología.
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Entre una gran cantidad de tecnologías para el procesamiento de hierro, el corte por láser se distingue por su eficiencia y productividad. Esta tecnología permite no solo producir productos con un contorno geométrico complejo, sino que también proporciona una alta velocidad de fabricación de estos productos.
Descripción de la tecnología
Cuando se utiliza el corte por láser, el metal laminado se ve afectado por los efectos de la reflexión y la absorción de la radiación de un láser. El cambio del tamaño y la forma de los elementos durante el procesamiento con láser se logra debido al efecto de dos resultados de radiación: fusión y evaporación. La descripción del proceso es la siguiente:
- El rayo láser afecta al hierro en un punto determinado.
- Primero, los elementos se funden a la temperatura óptima, luego comienza el proceso de fundición del metal.
- La indentación se produce en la fase de fusión.
- La influencia de la energía de radiación láser conduce a la segunda fase del proceso: la sustancia metálica hierve y se evapora.
Sin embargo, este último mecanismo requiere un alto consumo de energía y es factible solo para un metal suficientemente delgado. Por lo tanto, en la práctica, el corte se realiza por fusión. Al mismo tiempo, para reducir significativamente los costos de energía, aumentar el grosor del metal que se procesa y la velocidad de corte, se inyecta un gas auxiliar en la zona de corte para eliminar los productos de la destrucción del metal. Normalmente se utiliza oxígeno, aire, gas inerte o nitrógeno como gas auxiliar. Tal corte se llama láser de gas .
Variedades de dispositivos láser.
El láser consta de los siguientes elementos:
- Clave especial de energía (sistema de bombeo).
- Instalación de trabajo con posibilidad de radiación estimulada.
- Resonador óptico (un conjunto de espejos especializados).
La afiliación del tratamiento a una u otra variación está determinada por el método del láser utilizado y su potencia. Ahora hay la siguiente clasificación de los láseres:
- Estado sólido (potencia no superior a 7 kW).
- Gas (potencia hasta 22 kW).
- Gas-dinámico (potencia desde 110 kW).
Para fines de producción, el procesamiento de hierro con un dispositivo de estado sólido es el más conocido. La emisión de luz se puede aplicar en modo pulsado o continuo. El rubí, el vidrio con neodimio o CaF2 (fluorita de calcio) se utiliza como cuerpo de trabajo. La principal ventaja de los láseres de estado sólido es la capacidad de crear un poderoso impulso de energía en unos pocos segundos.
Los láseres de gas se utilizan para procesar hierro con fines tecnológicos y científicos. El catalizador activo es una mezcla de nitrógeno gaseoso, dióxido de carbono y helio, cuyos elementos se activan mediante una descarga eléctrica y dan al haz láser monocromo y directividad.
Los dispositivos gastrodinámicos difieren en una potencia enorme. El cuerpo de trabajo es el dióxido de carbono. Primero, el gas se calienta a la temperatura más alta, luego se pasa a través de un pequeño canal, donde ocurre la expansión y posterior enfriamiento del dióxido de carbono. Como resultado de este procedimiento, se libera la energía utilizada para el procesamiento con láser del hierro.
Los dispositivos dinámicos de gas pueden usarse para tratar el hierro con cualquier superficie. Debido al bajo consumo de energía de radiación, se pueden colocar a una distancia de la parte que se procesa y al mismo tiempo preservar la calidad del corte de hierro.
Equipo
Los dispositivos láser para el corte de hierro constan de los siguientes elementos:
- Radiador especializado (dispositivo de estado sólido o gas). Debe tener la energía necesaria y el rendimiento óptico.
- El sistema de formación de rayos y gas . Responsable de entregar el haz desde el objetivo de radiación a la parte que se está procesando y cambiar los parámetros del gas de trabajo que llega al punto
- El dispositivo de movimiento (coordinación) tanto del propio hierro como del rayo láser que lo afecta. También incluye un mecanismo eléctrico, un accionamiento y un motor.
- ACS (sistema de control automatizado). Ajusta el rayo láser y controla el mecanismo de coordenadas y el sistema para transportar y formar un rayo y un gas. Equipado con una variedad de sensores y subsistemas.
Un moderno dispositivo de corte de hierro es capaz de realizar cualquier tarea difícil, incluso el corte artístico. Tanto las empresas rusas ("Technolaser") como las empresas extranjeras (empresa alemana "Trumpf") se dedican a su fabricación.
Corte por láser de hierro fino
Los fabricantes industriales son más cómodos de usar láminas de metal para cortar que las partes en bruto de gran espesor. Al mismo tiempo, es posible ahorrar electricidad y aplicar métodos de corte para planchar con mayor poder.
Los métodos para cortar hierro, cuya lámina se prepara para el procesamiento, son el corte con oxígeno (quemado), el corte con un grupo de gases (argón, nitrógeno) y aire comprimido. Entre las ventajas del corte por láser de chapa de hierro antes de otros tipos de procesamiento es posible distinguir:
- Mayor precisión de retroceso y corte por rayo láser.
- Hay menos polvo en la parte plana.
- Poca posibilidad de daño a la lámina de hierro.
- Menores costos energéticos.
- La formación de estructuras simples tridimensionales con alta velocidad y el área más pequeña del material terminado.
Gracias a sus ventajas y al uso de equipos avanzados de precisión, el corte de hierro se utiliza para crear:
- Piezas de maquinaria de ingeniería.
- Posavasos decorativos, estanterías, racks y equipos para la industria comercial.
- Componentes de calderas, depósitos, chimeneas y estufas.
- Los enlaces de puertas y portones, vallas forjadas.
- Diseño personal de armarios y armarios.
- Signos peculiares, letras y plantillas.
El uso del corte tiene muchas ventajas sobre otros tipos de acabado de metales. Por lo tanto, cada vez más empresas utilizan el procesamiento láser de hierro en su producción.
Sistemas innovadores de láser.
La industria global de máquinas-herramienta se mantiene al día y ofrece a sus consumidores todo tipo de equipos eléctricos para cortar hierro. Las máquinas multieje están diseñadas para reemplazar los cortadores mecánicos ruidosos y poco fructíferos. La energía del láser depende de la especificidad de la producción y la justificación financiera de la unidad elegida. La nueva generación de máquinas de corte CNC precesionales permite el acabado de materiales con una fidelidad de hasta 0, 005 mm. El procesamiento métrico de modelos individuales de sistemas láser alcanza muchos metros cuadrados.
Una gran ventaja es la minimización del factor humano contenido en el proceso industrial altamente automatizado. La geometría de los componentes se establece en un bloque de macroprogramas que ejecuta el control del láser y la mesa de trabajo con un espacio en blanco. Los sistemas de ajuste de enfoque seleccionan automáticamente una distancia aceptable para un corte efectivo.
Los intercambiadores de calor específicos regulan la temperatura de la unidad láser, brindando al operador información de control del estado actual del instrumento. El mecanismo láser está equipado con dispositivos de válvula para conectar un suministro de globo de gas, para proporcionar el suministro de gases de repuesto en la parte de trabajo. El sistema de recolección de humo está diseñado para mejorar el costo de la campana de extracción, incluso cuando se procesa. El área de tratamiento está completamente protegida por una cubierta protectora para proteger al personal.
Cortar láminas de hierro en equipos modernos se convierte en un proceso fácil de configurar características numéricas y obtener un componente terminado en la salida. La productividad de los equipos depende directamente de las características del complejo de la máquina y de las calificaciones del operador que forma el código del programa. La técnica de corte de hierro es proporcional al concepto de fabricación robótica, diseñada para salvar completamente a una persona del trabajo duro.
Los fabricantes ofrecen diferentes tipos de máquinas láser:
- Multipropósito
- Especiales
El costo del primero es más alto, pero permiten realizar un cierto número de operaciones y producir partes de una forma más difícil. Un número considerable de servicios de mercado ofrece una oportunidad para los compradores interesados.
Los profesionales de las empresas de construcción de maquinaria comprenden las posibilidades de utilizar la tecnología proporcionada para la fabricación de piezas de precisión con una excelente rugosidad. El área de uso es extensa: desde el corte habitual de chapa hasta la adquisición de partes complejas de carrocería de automóviles.
Las ventajas visibles del corte de hierro se reducen a varios aspectos:
- Superficie acabada de alta calidad.
- Material de ahorro.
- Posibilidad de trabajar con materiales frágiles y piezas pequeñas.
- La probabilidad de obtener componentes de configuración compleja.
Entre los menos:
- Alto costo del equipo.
- Y consumibles.
El corte de hierro y metales no ferrosos tiene una gran demanda en el mercado. Las tecnologías láser se utilizan intensivamente en el arte decorativo para crear joyas de diseñador y recuerdos únicos.
La decisión sobre el uso del procesamiento debe tomarse teniendo en cuenta el cálculo de la recuperación del equipo y el monto de los costos de trabajo. En la actualidad, tales instalaciones pueden resolverse por sí mismas principalmente en grandes empresas con un ciclo de producción bastante grande. Con el desenrollamiento de la tecnología se reducirá el costo de las máquinas herramienta y la cantidad de energía consumida, por lo que en el futuro, las unidades láser desplazarán a sus competidores.
Ventajas y desventajas de la tecnología.
Cortar productos de hierro tiene muchas ventajas significativas sobre otros métodos de corte. De las muchas ventajas de esta tecnología, cabe destacar las siguientes:
- El grosor de los productos que se pueden grabar con éxito es bastante amplio: acero - de 0, 2 a 22 mm, cobre y latón - de 0, 3 a 16 mm, aleaciones basadas en aluminio - de 0, 3 a 22 mm, acero inoxidable - Hasta 55 mm.
- El uso de dispositivos láser elimina la necesidad de contacto mecánico con el componente mecanizado. Esto hace posible cortar, de tal manera, las partes simplemente deformadas y frágiles sin preocuparse de que se dañen.
- Para obtener un producto de la configuración requerida mediante el corte, basta con descargar un dibujo hecho en un programa especial a la unidad de control de la unidad láser. Todo lo demás con el menor grado de error (confiabilidad de hasta 0.2 mm) será llevado a cabo por un equipo equipado con un sistema de control por computadora.
- Las unidades de corte pueden con alta velocidad para procesar láminas delgadas de acero, así como productos hechos de aleaciones duras.
El procesamiento por láser es capaz de reemplazar completamente las costosas operaciones científicas y técnicas de fundición y estampación, lo cual es apropiado en los casos en que se necesita hacer pequeños lotes de productos. Puede reducir significativamente el costo inicial de producción, que se logra debido a la mayor velocidad y el desarrollo del proceso de procesamiento, reduciendo la cantidad de residuos, sin necesidad de un mecanizado posterior.
Junto con la alta potencia, los dispositivos de procesamiento láser tienen una extraordinaria versatilidad, lo que permite calcular tareas de cualquier nivel de complejidad con su ayuda. Al mismo tiempo, ciertas desventajas son características del procesamiento con láser.
Debido a la alta resistencia y al importante consumo de energía de los equipos de corte por láser, el costo inicial de los productos fabricados con su uso es mayor que cuando se hacen mediante estampado. Sin embargo, esto se puede atribuir solo a aquellas situaciones en las que el costo de producción de herramientas no se incluye en el precio de costo de un elemento estampado.