Corte de tubos por láser Es un método versátil y eficiente que se utiliza en diversas industrias para cortar y procesar con precisión componentes metálicos tubulares. Esto es lo que necesita saber sobre el corte de tubos con láser:
Fibra vs CO2 Rayos láser
Algunas cosas son bastante notorias. El “generador” láser de un láser de fibra es mucho más pequeño en comparación con un láser de CO2 tradicional.2 Resonador. De hecho, el láser de fibra se crea mediante bancos de diodos que se juntan en un módulo del tamaño de un maletín que puede tener una potencia de entre 600 y 1.500 vatios. Se unen varios módulos para crear el resonador motorizado final, que suele tener el tamaño de un archivador pequeño. La luz generada se canaliza y amplifica a través de un cable de fibra óptica. Cuando la luz sale del cable de fibra óptica, es la misma que tenía al generarse, sin pérdida de potencia ni calidad. Luego se ajusta y enfoca para el tipo de material que se va a cortar.
El CO2 El resonador es mucho más grande y requiere más energía, ya que se introduce electricidad en una combinación de gases para producir el haz láser. Los espejos ayudan a que la luz gane intensidad, preparándola para salir del resonador. Después de salir del resonador, el haz debe viajar a través de un camino compuesto por varios espejos enfriados hasta llegar a la lente. Este viaje provoca una pérdida de potencia y calidad en el haz láser.
Debido a la cantidad de energía necesaria para crear un CO2 El láser es menos eficiente y tiene una eficiencia de conexión a la red mucho menor en comparación con un láser de fibra. De ello se deduce que los grandes enfriadores necesarios para el CO2 Los láseres también necesitan más potencia en general. Si tenemos en cuenta que la eficiencia de conexión a la pared del resonador láser de fibra es superior al 40 por ciento, no solo se utiliza menos energía, sino también menos espacio en el piso, que es muy demandado.
Algunas cosas no son tan evidentes hasta que se observa de cerca un láser de fibra en funcionamiento. Debido a que el diámetro de su haz es a menudo un tercio del tamaño de un láser de CO2 haz, un láser de fibra tiene una mayor densidad de potencia que un CO2 rayo láser. Esto no solo permite que la fibra corte más rápido, sino que también le permite perforar más rápido. Este tamaño de rayo más pequeño también le da a la fibra la capacidad de cortar formas intrincadas y dejar bordes afilados. Imagine cortar el logotipo de una empresa de un tubo cuando el espacio entre las letras del logotipo es de 0,035 pulgadas; una fibra puede hacer ese corte, mientras que un CO2 El láser no puede.
Los láseres de fibra tienen una longitud de onda de 1,06 micrones, que es un 10 por ciento más pequeña que la de un láser de CO2 Rayo láser. Con su longitud de onda mucho más pequeña, el láser de fibra produce un rayo que es absorbido mucho más fácilmente por el material reflectante; un CO2 Es mucho más probable que el láser se refleje en la superficie de estos materiales. Por este motivo, las máquinas de corte por láser de fibra pueden cortar latón, cobre y otros materiales reflectantes. Cabe señalar que un láser de CO2 El rayo láser que se refleja en el material no solo puede dañar la lente de corte de la máquina, sino también todo el recorrido del rayo. El uso de un cable de fibra óptica para el recorrido del rayo elimina este riesgo.
Por supuesto, el láser de fibra no necesita tanta atención en términos de mantenimiento. No requiere limpieza de espejo ni comprobaciones de fuelle que se realicen con CO2 La máquina de corte por láser necesita mantenimiento preventivo, siempre que reciba agua limpia del enfriador y se reemplacen los filtros de aire de manera habitual.
Otra consideración son los módulos del láser de fibra del tamaño de un maletín: permiten redundancia. Si un módulo tiene un problema, el resonador no se apaga por completo. El láser de fibra es redundante de manera que los otros módulos pueden producir más energía temporalmente para apoyar al módulo averiado hasta que se puedan completar las reparaciones, lo que, por cierto, se puede hacer en el campo. Otras veces, el resonador de fibra puede seguir produciendo energía reducida hasta que se puedan hacer las reparaciones. Desafortunadamente, si un módulo CO2 El resonador tiene un problema, todo el resonador está inactivo, no solo en un modo de potencia reducida.
Los aspectos positivos y negativos del corte por láser de tubos
Hubo un tiempo en que muchos pensaban que los láseres de fibra sólo podían utilizarse para materiales delgados.2 El láser de fibra, con su mayor longitud de onda, creaba una ranura suficiente durante el corte de materiales gruesos para dejar espacio suficiente para la eliminación de material; el láser de fibra no podía producir la misma ranura ni los mismos resultados con materiales más gruesos. Pero eso se ha solucionado en los últimos años con la tecnología de colimación que puede producir un haz más ancho generado por láser de fibra que crea separación de materiales y espacio para la eliminación de material en materiales gruesos. Y como el ancho del haz es conmutable, la máquina puede usar el haz más estrecho para procesar materiales delgados, lo que permite un procesamiento más rápido de materiales de diferentes tamaños en la misma máquina de corte por láser de fibra.
Corte por láser de tubos
Las máquinas de corte por láser de chapa ahora se venden con tecnología de generación láser capaz de entregar hasta 12 kW de potencia. corte de tubo por láser La máquina normalmente alcanza un máximo de 5 kW porque cualquier potencia adicional cortaría simultáneamente el lado opuesto del tubo.
Es posible que haya notado que aún no hemos hablado de la velocidad de corte. Es posible cortar hasta 500 pulgadas por minuto en un tubo, pero eso no siempre es realista. En el corte de tubos con láser, el enfoque real debe estar en cuánto tiempo lleva cargar un tubo, indexarlo para que esté en la posición correcta para el corte, perforarlo y cortarlo, y descargar la pieza. Se trata más del tiempo de procesamiento de la pieza con las máquinas de corte de tubos con láser, no de la velocidad de corte.
Material para corte de tubos láser
Una máquina de corte por láser que corta chapa metálica puede cambiar una chapa en cuestión de segundos. Lo mismo se puede hacer con una máquina de corte por láser de tubos, pero la forma de hacerlo es completamente distinta.
No existen torres de material estándar en una máquina de corte de tubos por láser. Los cargadores de paquetes, la opción más eficiente para el manejo de material de tubos, alimentan un tubo a la vez desde el paquete hasta el láser de tubos a través de un sistema de singularización. Este tipo de mecanismo de alimentación no funciona con perfiles abiertos, como ángulos o canales, porque se entrelazan mientras están en un paquete y no se liberan fácilmente. Para los perfiles abiertos, se utilizan cargadores escalonados, que secuencian una sección a la vez en la máquina mientras mantienen la orientación correcta de esa sección.
Estos tubos no son pequeños. En los EE. UU., la longitud estándar es de 24 pies. En la Costa Oeste, algunos trabajan con longitudes de 20 pies como tamaños estándar.
La variedad es la realidad de cualquier taller, y lo mismo ocurre con aquellos que operan un láser de tubo. No es raro ver piezas de distintos tamaños que salen de un mismo tubo. La máquina debe poder descargar piezas cortadas con láser que pueden ser tan pequeñas como 2 pulgadas y tan largas como 15 pies, una tras otra. También debe poder descargar esas piezas sin dañarlas, lo que puede ser un desafío con metales más blandos como el aluminio.
La naturaleza misma de un tubo evita la necesidad de una máquina con un láser de muy alta potencia. Mientras que las máquinas de corte por láser de chapa plana están disponibles actualmente con generadores láser de hasta 12 kW de potencia, las máquinas de corte por láser de tubos normalmente solo requieren un máximo de 5 kW de potencia. Con un tubo, siempre hay que pensar en el lado opuesto del tubo que se está cortando. Un láser más potente simplemente atravesaría el otro lado del tubo durante el corte. (Por supuesto, si se está procesando un haz o un canal en el láser de tubo, no hay que preocuparse por el otro lado).
Otro aspecto a tener en cuenta en el corte de tubos es la costura de soldadura. Este material se forma mediante un rodillo y se suelda. Esto plantea dos cuestiones que normalmente deben abordarse:
Para el corte por láser, hay que tener en cuenta la posición de la soldadura del tubo. La soldadura no debe interferir con pasadores ni orificios y, para aplicaciones estéticas, como muebles, las soldaduras deben estar lo más ocultas posible. En un sistema de corte de tubos por láser convencional, se utiliza un sensor óptico para escanear el tubo y buscar la soldadura. A menudo, los tubos están cubiertos de aceite u óxido y la soldadura puede resultar difícil de diferenciar de otras áreas de la superficie con contaminantes. En el acero inoxidable o galvanizado, la soldadura solo puede verse internamente. Esto ha llevado a algunos fabricantes a incorporar cámaras en sus sistemas que permiten a las máquinas no solo escanear el exterior del tubo, sino también el interior. Esto permite que la máquina detecte esa soldadura oculta y coloque correctamente las piezas con respecto a ella.
Las costuras de soldadura también tienen composiciones diferentes y se cortan de manera diferente que el resto del tubo. Tradicionalmente, los operadores tenían que reducir o aumentar la potencia en todas las operaciones que se realizaban en un tubo para tener en cuenta la costura de soldadura. Hoy en día, algunos fabricantes de equipos originales han desarrollado su tecnología de control y parámetros para permitir que la máquina seleccione una costura de soldadura y ajuste solo esas secciones. Esto permite que la máquina procese esas partes de la manera más rápida. El control ajusta automáticamente la potencia, la frecuencia y el ciclo de trabajo a medida que el láser avanza a través del tubo y su costura de soldadura. El operador no tiene que crear parámetros perfectos; puede concentrarse en introducir y sacar material de la máquina.
Nada es perfecto con el corte por láser de tubos
Tenga en cuenta que no existe un tubo perfecto. Tienen curvas. Las costuras de soldadura pueden sobresalir no solo en el exterior sino también en el interior del tubo. Es un verdadero desafío procesar este material de manera consistente y rápida cuando existen tales inconsistencias de una producción a otra.
Imagine tener que colocar un orificio pasante centrado en un tubo. Tiene que estar centrado en la dimensión real, no solo en una cara del tubo. Si el tubo está arqueado, eso hará que las cosas sean más difíciles. Así es la vida en la fabricación de tubos.
¿Cómo se compensa esto? Tradicionalmente, se baja y se toca la cara con un sensor que marca el punto de contacto. Luego se gira el tubo y se toca el lado opuesto del tubo. Eso le da al control una idea de cuán curvado está el tubo. Este método es preciso y puede garantizar que esos orificios pasantes funcionen para la aplicación. Pero tenga en cuenta que cada vez que se produce una rotación del tubo, se reduce la capacidad de ofrecer tolerancias muy altas.
Máquinas de corte por láser de tubos
El otro factor que hay que tener en cuenta es que el método tradicional de comprobar si hay curvaturas o torsiones en el tubo puede tardar hasta cinco o siete segundos antes de que comience el corte. Con los medios tradicionales de detección táctil, hay que sacrificar productividad por precisión. Una vez más, en la era del corte por láser de fibra, esto puede parecer una eternidad, pero trabajar con tubos no es tan sencillo como hacerlo con chapa metálica.
Para acortar la brecha de tiempo en lo que respecta a las comprobaciones de los tubos, algunos fabricantes de maquinaria utilizan cámaras para estas comprobaciones. Estas reducen el control de calidad a aproximadamente medio segundo y también reducen el número de rotaciones necesarias. Esto permite que la máquina mantenga la productividad y la precisión.
La realidad es que el departamento de compras siempre buscará la opción menos costosa. Eso significa que es probable que los tubos que salen de la fábrica una semana no sean los mismos la semana siguiente. Un fabricante tiene que aprender a gestionar esa variedad.
Centrarse en la producción de piezas terminadas
Los láseres de fibra prácticamente no requieren mantenimiento, demuestran una eficiencia superior en comparación con las máquinas de corte láser de CO2 tradicionales, pueden cortar materiales reflectantes y ofrecen un corte preciso. También son más rápidos que las máquinas de CO2 al cortar ciertos espesores de metal. Sin embargo, la velocidad es relativa cuando se trata de cortar tubos. El ahorro de tiempo real proviene de acelerar el tiempo de procesamiento del tubo y producir piezas terminadas.
Spanish 
English 
French 
German 
Portuguese 
Russian 
Arabic