El mercado de sistemas de corte por láser está creciendo de forma espectacular, en gran parte debido a que las compañías fabricantes
han innovado y generado soluciones que permiten simplificar y optimizar los procesos productivos sin renunciar a la calidad de las piezas finales, el tiempo, ni el costo de producción.
Desde el punto de vista del espesor del material a cortar podemos diferenciar tres grandes grupos: la gama de espesores finos que va desde 0,8 a 6 mm, la gama de espesores intermedios de 6 a 50 mm y los espesores grandes que van desde 50 a 160 mm.
Las tecnologías empleadas más habitualmente para el corte de acero inoxidable en espesores grandes son el plasma, las sierras de cinta y chorro de agua. Y en espesores pequeños el láser y la cizalla. El uso del plasma aporta una mayor velocidad, capacidad y versatilidad de cortar en una gama mayor de espesores que va desde décimas hasta 160 mm.
La tecnología plasma se ha empleado para cortar acero inoxidable desde hace décadas. No obstante, los avances tecnológicos que se han llevado a cabo en los últimos años han mejorado notablemente no sólo la calidad del proceso sino también la capacidad de perforación y el corte en espesores grandes. La tecnología actual de corte por plasma ha mejorado notablemente en aplicaciones con acero inoxidable. Una gama más extensa de gases de corte y gases de protección, así como una mayor eficiencia permiten mejorar sustancialmente este proceso, incrementando las velocidades de corte y obteniendo acabados muy superiores. Seleccionando el amperaje ideal para un espesor concreto podemos determinar el equilibrio perfecto entre productividad (velocidad) y calidad (acabado).
Algunos clientes habituados a cortar acero al carbono, que amplían su gama de corte al acero inoxidable experimentan algunas dificultades a la hora de obtener una buena calidad de corte. Deben de tenerse en consideración determinados factores para obtener resultados satisfactorios: 1) Selección del gas adecuado, 2) Velocidades de corte y 3) Tecnología necesaria para cada espesor. Cuando se corta acero al carbono, emplear el oxígeno como gas de corte y el aire como gas de protección puede resultar más que suficiente para obtener excelentes resultados en toda la gama de espesores. El acero inoxidable, en cambio, nos obliga a emplear distintos gases y tecnología de consumibles dependiendo del espesor que queramos cortar.
Una correcta selección de los gases es fundamental. La combinación aire/aire es la más habitual para cortar a alta velocidad con un coste muy reducido, sin embargo el acabado del corte queda muy oxidado y obliga en la mayoría de los casos a repasar la pieza, lo que supone incorporar operaciones secundarias al proceso. Dependiendo del acabado necesario, existen distintas soluciones. Usar nitrógeno como gas plasma y gas de protección (N2/N2) nos permitirá aumentar la velocidad de corte, al tiempo que obtenemos un acabado más limpio y sin restos de óxido, aunque permanece ese color negro característico similar al del corte con Aire/Aire.
Aquellos usuarios que busquen mayor definición, un aspecto brillante, borde superior definido con poca angularidad y poca rebaba deberán emplear gases especiales. Los gases de plasma que incluyen una proporción de hidrógeno mejoran la definición de los bordes y mantienen el color original del metal. Los 2 gases especiales más habituales son el H35 (35% hidrógeno y 65% argón) y F5 (5% hidrógeno, 95% Nitrógeno).
En aplicaciones industriales en las que se requiera cortar chapa gruesa de manera eficiente con un láser de estado sólido, existen tecnologías como TruDisk, que son sistemas que incorporan un láser de disco que combina las ventajas de un láser de estado sólido con las de uno de diodo; este actúa como la fuente de la bomba y proporciona la energía de excitación, asegurando así una alta eficiencia; no obstante, es importante tener en cuenta previamente qué potencia se requiere para trabajar de acuerdo con el material seleccionado, así como su grosor pues usualmente la potencia de estos equipos varía entre 1 y 16 kW, mientras la calidad del haz que oscila entre 2 y 12 mm * mrad (milirradianes) y la longitud de onda de los diferentes modelos se mantiene estable en 1030 nm (nanómetro); esto no sucede de la misma manera con la potencia del láser, que puede estar entre 1000 W y 16.000 W. El diámetro del cable de láser varía entre 50 µm (micra) y 600 µm; mientras el rango de temperatura del líquido de refrigeración se mantiene estable entre 5 °C y 20 °C.
Para procesos que demanden una alta estabilidad, independientemente del espesor de la chapa, en el caso que se requiera procesar materiales específicos como acero estructural e inoxidable, cobre o aluminio para lograr un corte de alta calidad, o punzonado con contornos mínimos, existen otras tecnologías que permiten un desempeño en velocidad y calidad de corte muy similar a los gases de CO2.
Otros sistemas permiten trabajar con chapas pequeñas. En casos en los que se tiene como prioridad realizar contornos más precisos en las piezas, o hacer agujeros de un espesor menor que la chapa sin un desperdicio significativo de material, se recomienda sistemas que ofrecen una mayor seguridad en el proceso mediante el control de la refrigeración de la pieza en el momento de ser trabajada. Al tiempo que se mecaniza una parte, el cabezal de corte aplica un círculo de niebla de agua alrededor del láser, lo cual facilita que el material se refrigere gracias al calor de la evaporación del agua, manteniéndose así una temperatura constante. Además, al reducir la distancia entre las piezas, es posible generar ahorros de material de hasta un 35 %.
En el caso en que la prioridad sea facilitar el proceso de corte láser para el operador con el fin asegurar la calidad de las piezas terminadas, a una velocidad mayor y en diferentes tipos y grosores de material, la tecnología de resonador de fibra con sistema de tracción de motor lineal para velocidad, precisión y confiabilidad, es la indicada. Este tipo de equipos tienen vigas de fibra de vidrio flexibles y fuentes de alimentación de 2000, 4000 y 6000 vatios.
Finalmente, para aplicaciones de corte de piezas de gran grosor, en las que la estabilidad del proceso sea vital y los materiales se puedan manipular con mayor facilidad, puede ser necesario un equipo con motores lineales, cabezales magnéticos y un sistema de manejo de materiales modular.
