Corte por plasma vs corte por láser: comparación de ventajas y desventajas

Introducción

Corte por láser y corte por plasma son dos métodos ampliamente utilizados en los procesos de fabricación modernos de CNC (Control numérico por computadora). Ambos son técnicas de procesamiento térmico que se emplean para cortar materiales en entornos industriales. Sin embargo, existen algunas diferencias clave entre estas dos tecnologías, siendo la más significativa la fuente de energía de corte: las máquinas de corte por láser utilizan un haz láser fuerte y estrecho para cortar materiales, mientras que las máquinas de corte por plasma utilizan corrientes de plasma dirigidas para cortar.

Corte por láser aLa tecnología de corte por plasma es adecuada para una variedad de materiales, incluidos cerámica, madera, plásticos y metales, mientras que el corte por plasma se limita únicamente al corte de materiales conductores. El corte por láser ofrece un corte más rápido y preciso en comparación con el corte por plasma, y produce superficies de corte más lisas. Además, el corte por láser es más adecuado para tareas de corte complejas. Sin embargo, las máquinas de corte por plasma tienen menores costos de mantenimiento y estructuras mecánicas más simples, lo que resulta en menores costos generales. Si bien ambas tecnologías se utilizan principalmente para el corte de metales, el corte por láser también se emplea comúnmente para procesar otros materiales.

La elección del proceso de corte CNC adecuado para sus necesidades puede depender de varios factores. Este artículo compara el corte por láser y el corte por plasma en términos de Velocidad, materiales aplicables, costo y otros factores. para ayudarle a tomar una decisión más informada.

¿Qué es el corte por láser y cómo funciona?

El corte por láser funciona dirigiendo la energía altamente concentrada de un haz láser hacia un material, lo que produce la fusión local y la separación de la pieza de trabajo. Según los detalles de la técnica de corte, el láser puede fundir el material, mientras que una corriente de gas auxiliar expulsa el material fundido.

O puede cambiar directamente el material cortado de forma sólida a gas (sublimación), y eliminar la muesca en forma de vapor. Los equipos de corte por láser pueden cortar materiales estructurales y de tuberías, así como láminas delgadas.

Se utilizan tres tipos principales de láseres para el corte por láser: sistemas láser de CO2, de neodimio y de fibra. Aunque todos los tipos de cortadores láser tienen una construcción similar, se diferencian en que cada tipo de láser tiene un rango de potencia diferente y cada uno es más adecuado para determinados tipos y espesores de materiales.

En el caso de las cortadoras de CO2, el corte se realiza mediante CO2 estimulado eléctricamente. Las cortadoras láser de neodimio o de cristal producen haces a través de Nd:YVO (ortovanadato de itrio dopado con neodimio) y Nd:YAG (granate de itrio y aluminio dopado con neodimio). Por último, las cortadoras de fibra utilizan fibra de vidrio para cortar los materiales. Los láseres se derivan de lo que se denomina un "láser de filtración" y, a continuación, se amplifican a través de fibras especiales.  

Los láseres de CO2 son los más populares porque pueden cortar una variedad de materiales, tienen bajo consumo y tienen un precio razonable. 

El corte por láser se utiliza ampliamente en sectores como la electrónica, la medicina, la aeronáutica y el transporte. Debido a la capacidad del láser para crear cortes y acabados precisos, se utiliza principalmente para cortar metales como tungsteno, acero, aluminio, latón o níquel. Los láseres también se utilizan para cortar madera, silicio, cerámica y otros no metales.

¿Qué es el corte por plasma y cómo funciona?

El corte por plasma es un proceso de corte térmico que utiliza un chorro de gas ionizado a alta velocidad, conocido como plasma, para fundir y cortar materiales metálicos. El principio básico consiste en hacer pasar un arco eléctrico a través de un gas que se fuerza a pasar a través de una abertura estrecha, lo que da como resultado la formación de plasma. Así es como funciona:

1. Generación de Plasma:Los sistemas de corte por plasma constan de varios componentes, entre ellos una fuente de alimentación, un sistema de suministro de gas y una antorcha. La fuente de alimentación genera un arco eléctrico, que se dirige a través de la antorcha hacia el gas que pasa por ella. El gas, normalmente aire comprimido, nitrógeno o argón, se ioniza y se transforma en plasma cuando alcanza la alta temperatura del arco.
2. Formación de chorros de plasma:El chorro de plasma sale de la boquilla de la antorcha a gran velocidad, alcanzando normalmente velocidades de hasta 20.000 pies por segundo. Este chorro de plasma es extremadamente caliente, con temperaturas que superan los 30.000 grados Fahrenheit (16.650 grados Celsius).
3. Corte de material:Cuando el chorro de plasma entra en contacto con la pieza de metal, calienta rápidamente el material hasta su punto de fusión. Al mismo tiempo, la energía cinética del chorro de plasma aleja el metal fundido del corte, creando una ranura estrecha.
4. Flujo de gas:Para mantener el proceso de corte, se suele enviar un gas secundario, a menudo oxígeno o nitrógeno, a través de la antorcha junto con el plasma. Este gas ayuda a retirar el metal fundido de la ranura y ayuda a enfriar el corte, lo que evita que se dañe la pieza de trabajo.
5. Control y precisión:Todo el proceso de corte está controlado por un sistema CNC, que dirige con precisión el movimiento de la antorcha de plasma sobre la pieza de trabajo según las trayectorias de corte programadas. Este control CNC garantiza precisión y repetibilidad en el proceso de corte, lo que permite la creación de formas intrincadas y cortes precisos.

Corte por plasma vs corte por láser: análisis de ventajas y desventajas

Ventajas del corte por láser

1. Exactitud: La energía de un rayo láser se concentra en una única área diminuta, penetrando el material y cortándolo. Este proceso produce una costura de corte delgada (sangría) en la pieza de trabajo, a diferencia de la sangría más ancha que produce el corte por plasma. El corte más delgado que realiza un láser lo hace útil para tareas de corte complejas y delicadas que no se pueden realizar con un cortador de plasma.
2. Amplia gama de materiales: Los cortadores láser pueden cortar una amplia variedad de materiales, entre ellos: metal, madera, plásticos y cerámica. Los cortadores de plasma, por otro lado, se limitan a cortar materiales conductores. 
3. Velocidad: Los cortadores láser son una opción más rápida y energéticamente eficiente para cortar metal en comparación con los cortadores de plasma, lo que los convierte en una mejor opción para el medio ambiente.

Desventajas del corte por láser

1. Materiales reflectantes: En comparación con el corte por plasma, el corte por láser no funciona tan bien en superficies muy reflectantes como el metal. 
2. Espesor del material: En general, las máquinas láser no tienen suficiente potencia para cortar materiales con un espesor superior a 19 mm, mientras que los cortadores de plasma pueden cortar placas de metal con un espesor de hasta 38 mm. 
3. Inversión de capital: Los costos de capital para un cortador láser son significativamente más altos que para un cortador de plasma. 

Ventajas del corte por plasma

1. Costo: Los cortadores láser suelen ser más costosos de operar que los cortadores de plasma.  
2. Placas más gruesas: En general, los cortadores de plasma pueden cortar placas más gruesas (hasta 38 mm) en comparación con los cortadores láser que pueden cortar aluminio de 12,7 mm de espesor, acero inoxidable de 19 mm de espesor y acero de 25,4 mm de espesor.  
3. Bajo mantenimiento: Las tecnologías de plasma requieren significativamente menos mantenimiento que los cortadores láser. 

Desventajas del corte por plasma

1. Ranura más grande: El mayor tamaño de corte del corte por plasma significa que es menos preciso y, por lo tanto, es más limitado en comparación con el corte por láser.
2. Funcionalidad limitada: El corte por plasma no ofrece la funcionalidad de grabado como lo hacen las máquinas de corte por láser. 
3. Radiación: Las cortadoras de plasma, a diferencia de las cortadoras láser, generan radiación, por lo que es necesario utilizar equipos de protección, como gafas o anteojos para los trabajadores.
4. Materiales limitados: Los cortadores de plasma están limitados al uso en materiales conductores de electricidad. 

Corte por láser vs. corte por plasma: una comparación completa

Principio de funcionamiento

• Corte por láser: utiliza un rayo láser de alta potencia para fundir, quemar o vaporizar material a lo largo de una trayectoria predeterminada.
• Corte por plasma: emplea un chorro de gas ionizado (plasma) de alta velocidad para fundir y cortar materiales metálicos.

Velocidad y eficiencia de corte

• Corte por láser: generalmente ofrece velocidades de corte más altas que el corte por plasma, lo que lo hace adecuado para producción rápida y diseños complejos.
• Corte por plasma: si bien suele ser más lento que el corte por láser, el corte por plasma se destaca en el corte de materiales más gruesos y suele ser más rentable para aplicaciones de trabajo pesado.

Compatibilidad de materiales

• Corte por láser: adecuado para una amplia gama de materiales, incluidos metales, plásticos, madera, cerámica y compuestos.
• Corte por plasma: se utiliza principalmente para cortar materiales conductores como acero, acero inoxidable, aluminio, cobre y otras aleaciones.

Espesor de corte

• Corte por láser: preferido para espesores de materiales delgados a medianos, normalmente hasta 1 pulgada (25 mm) para acero.
• Corte por plasma: se destaca en el corte de materiales más gruesos, con capacidades que van desde 0,1 pulgadas (2,5 mm) a varias pulgadas, dependiendo de la potencia del cortador de plasma.

Precisión y calidad de borde

• Corte por láser: ofrece alta precisión y calidad de borde superior, con mínima distorsión, zonas afectadas por el calor y rebabas.
• Corte por plasma: proporciona una buena precisión de corte, pero la calidad del borde puede no ser tan limpia como la del corte por láser, por lo que a menudo se requieren operaciones de acabado secundarias.

Consideraciones de costos

• Corte por láser: generalmente implica mayores costos de equipo y operación debido a la complejidad de los sistemas láser y los requisitos de mantenimiento.
• Corte por plasma: generalmente es más rentable para cortar materiales más gruesos y para producciones a gran escala, con menores costos iniciales de equipo y gastos de consumibles reducidos.

Impacto ambiental

• Corte por láser: produce un mínimo de humo, vapores y ruido durante el funcionamiento, lo que lo hace respetuoso con el medio ambiente.
• Corte por plasma: genera más humo, vapores y ruido en comparación con el corte por láser, por lo que requiere ventilación y medidas de seguridad adecuadas.

Conclusión

En este artículo se describen las diferencias entre el corte por láser y el corte por plasma, y se explican sus funcionalidades y aplicaciones en la fabricación. Si desea obtener más información sobre las técnicas de corte por láser y plasma, no dude en ponerse en contacto con Krrass Machinery.

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