Evolución de la tecnología de corte por láser de fibra
El corte por láser de fibra ha sido una de las tecnologías más "perturbadoras" introducidas en el mercado metalúrgico desde que se introdujeron por primera vez los láseres de CO2 para el corte en la década de 1980. La tecnología de láser de fibra se considera un cambio disruptivo y "revolucionario" porque ha impactado todo el statu quo en la fabricación de láminas de metal. Y las oportunidades son fáciles de realizar.

Durante un período de tiempo relativamente corto, hemos visto avances exponenciales en la tecnología de láser de fibra utilizada para el corte de chapa plana. En solo cinco años, los láseres de fibra alcanzaron el umbral de corte de 4kW que los láseres de CO2 tardaron aproximadamente cuatro veces más en alcanzar. Después de diez años, los láseres de fibra han alcanzado el nivel de potencia de corte de 15kW. Para ser justos, los láseres de fibra, algunos de más de 20 kW, han sido utilizados por otras industrias durante muchos años en aplicaciones distintas al corte de chapa.

¿Qué es un láser de fibra?
Un láser de fibra es simplemente un término utilizado para el método de suministro de fibra óptica que lleva la fuente de luz intensa y amplificada al cabezal de corte de la máquina láser. El término no especifica cómo se crea la fuente de luz (que es diferente a la de los resonadores de CO2). El método de entrega del haz de fibra simplificó enormemente el proceso de construcción de un láser y, como tal, muchas máquinas llegaron al mercado a precios muy reducidos.

¿Cómo funciona un láser de fibra?
La fibra recibe la fuente de luz del resonador de la máquina de corte por láser y la envía al cabezal de corte controlado por el CNC. En el cabezal de corte, el láser se emite desde el extremo del cable de fibra óptica y se reenfoca a través de una serie de lentes focales en un punto casi perfecto en la superficie del material. Purgado con gases de corte como NO2 y O2 alrededor del láser, el material a mecanizar se vaporiza rápidamente en el corazón intenso y se expulsa como partículas de polvo.

Ventajas de un láser de fibra
● Costos de inversión: A medida que la tecnología láser de estado sólido se vuelve cada vez más popular, el costo de los sistemas está disminuyendo. Como ejemplo, se puede comprar un sistema de corte por láser de fibra construido en el país bien equipado a partir de menos de 300K
● Mantenimiento: sin el Beam Path Delivery System y su innumerable uso de espejos, fuelles, gases húmedos, el láser de fibra (específicamente el tipo de resonador de estado sólido) ha reducido en gran medida la cantidad de mantenimiento requerido y, como tal, los costos asociados con ese mantenimiento.
● Velocidad: en la carrera de los láseres de fibra frente a los láseres de CO2 en materiales delgados, simplemente no hay comparación. La fibra es del doble al triple de la velocidad en materiales de calibre.
● Costos operativos: con requisitos de energía más bajos para el resonador y requisitos de enfriamiento más bajos, el consumo de energía requerido para un láser de fibra es aproximadamente 1/3 del de su primo de CO2. Junto con menos mantenimiento, menos consumibles y un corte más rápido, los costos por pieza en un láser de fibra son extremadamente ventajosos.

Desventajas de un láser de fibra
● Acabado de Materiales Gruesos: Una de las ventajas de los láseres de CO2 son los acabados obtenidos en materiales más gruesos, especialmente Acero Inoxidable y Aluminio. Si bien la tecnología de láser de fibra no está muy lejana al momento de escribir este artículo, el CO2 sigue siendo el líder en esta área.
● Flexibilidad general: como mencionamos anteriormente, el láser de CO2 tiene más flexibilidad para cortar una gama más amplia de materiales, especialmente no metales. Si bien la tecnología de fibra se está poniendo al día y, de hecho, puede cortar el latón y el cobre de la caja (los láseres de CO2 luchan mucho con estos materiales), tienen límites para su uso, especialmente en aplicaciones no metálicas.
● Tecnología conocida/Nivel de comodidad: si actualmente está ejecutando uno o más sistemas láser de CO2 en sus instalaciones, es probable que se incline mucho en esa dirección tecnológica inicialmente, ya que es el "demonio" que conoce frente al que no conoce. .

¿Qué es un láser de CO2?
Un láser de CO2 realmente se refiere al método de generación del propio láser. Un resonador, purgado con gases de CO2 a alta velocidad (turbos o sopladores) utilizó una variedad de métodos para dividir los iones de las partículas ligeras (por lo general excitación de RF o CC), lo que provocó que las partículas de luz chocaran entre sí y se dividieran a intervalos aún mayores. .

¿Cómo funciona un láser de CO2?
Una vez que el resonador de CO2 ha creado suficiente luz, se entrega de una manera diferente al método de fibra óptica. El haz se entrega a través de un proceso de reflexión y reenfoque por un camino intrincado llamado "sistema de entrega del camino del haz" que se purga con "gases laz" protegidos para mantener el camino puro y limpio y libre de polvo que podría interferir con la entrega de toda la intensidad del láser. Una vez que el láser se refleja en el cabezal de corte, se vuelve a enfocar y se emite de la misma manera que lo harían las máquinas Fiber utilizando una serie de lentes para volver a enfocar y un escudo de gases de corte de alta velocidad para purgar la ruta mecanizada.

Ventajas de un láser de CO2
● Acabado: los láseres de CO2 generalmente producen una mejor calidad de borde en piezas de trabajo de acero inoxidable y aluminio.
● Flexibilidad: los láseres de CO2 ofrecen flexibilidad en una variedad de aplicaciones de láser, incluidos los no metales.
● Tecnología conocida: como los láseres de CO2 existen desde hace más de 30 años, la tecnología y, por lo tanto, los resultados son bastante predecibles. Esto ofrece un buen nivel de seguridad para un usuario.


Desventajas de un láser de CO2
● Costos operativos: aparte de los espejos, los fuelles de las lentes y los gases láser necesarios para mantener puro y limpio el sistema de entrega de la trayectoria del haz, los costos de consumo de energía son un 70 % más altos ya que el resonador de CO2, el soplador, el enfriador, etc. requieren mucha más energía.
● Mantenimiento: Todos los componentes mencionados anteriormente del sistema de entrega de la trayectoria del haz requieren un mantenimiento que no solo puede ser perjudicial para la fabricación sino también muy costoso.
● Velocidad: en materiales delgados, un láser de CO2 simplemente no puede competir contra una fibra. Como ejemplo, un CO2 de 4KW en acero dulce calibre 16 que usa N2 como gas de corte tiene una velocidad de corte recomendada de solo 260 IPM, mientras que un láser de fibra igualmente equipado tiene una velocidad de corte de aproximadamente 1417 IPM, una gran diferencia.

Conclusión
Aunque cada láser tiene sus fortalezas y casos de uso distintos, el CO2 es una tecnología más antigua y los láseres de fibra están ganando mercado rápidamente a medida que avanza la tecnología. Con los beneficios de velocidad, casi la mitad de los costos operativos y un rendimiento de tres a cuatro veces mayor que los láseres de CO2, las ganancias financieras que se pueden obtener con el uso de láseres de fibra pueden cambiar el juego.

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