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¿Qué es la máquina de corte por láser de CO2?

¿Qué es una máquina de corte por láser de CO2? Una máquina de corte por láser de CO2 es un dispositivo que utiliza un haz láser infrarrojo (generalmente con una longitud de onda de 10,6 μm) generado por un CO2.₂ Láser para cortar, grabar o marcar diversos materiales. Se utiliza ampliamente en el procesamiento de materiales como metal, plástico, madera, cuero, tela, vidrio y acrílico.

1. ¿Qué es la máquina de corte por láser de CO2?

Una máquina de corte por láser de CO2 es un dispositivo que utiliza un láser infrarrojo de alta energía (longitud de onda de aproximadamente 10,6 μm) generado por un CO₂ Láser para cortar, grabar o marcar materiales. Pertenece a la tecnología de procesamiento térmico y se utiliza ampliamente en el procesamiento de precisión de materiales no metálicos (como madera, acrílico, plástico, tela, cuero, etc.) y algunos materiales metálicos.

2. Principio de funcionamiento de la máquina de corte por láser de CO2

CO₂ La máquina de corte láser es un equipo que utiliza un láser infrarrojo de alta energía (longitud de onda de aproximadamente 10,6 μm) generado por láser de CO₂ para calentar, fundir o gasificar materiales, y elimina la escoria mediante gas auxiliar para lograr un corte de alta precisión. ¿Cómo funciona el corte por láser de CO₂?

Proceso de trabajo

1) El láser genera un rayo láser de CO2

Uso de CO₂ Como medio de trabajo se utiliza una mezcla de gases (componentes principales: dióxido de carbono, nitrógeno, helio), y las moléculas de CO2 se excitan bajo la acción de un campo eléctrico de alto voltaje para liberar un rayo láser infrarrojo con una longitud de onda específica (10,6 μm).

Este rayo láser tiene una alta densidad de energía y buena monocromaticidad, lo que es adecuado para cortar materiales no metálicos y algunos materiales metálicos.

2) Transmisión y enfoque del sistema óptico

El rayo láser se guía hacia el cabezal de corte a través de un reflector y una lente de enfoque, y se enfoca en un punto de diámetro muy pequeño (generalmente menos de 0,2 mm).

La alta energía del láser calienta instantáneamente el material en el lugar hasta un estado fundido o gasificado.

3) El material se calienta, se funde o se vaporiza.

Después de que el rayo láser enfocado se irradia sobre la superficie del material, este absorbe la energía del láser y su temperatura aumenta rápidamente.

Reacciones de diferentes materiales:

Materiales fusibles (como plásticos y acrílicos): se funden directamente y se expulsan.
Materiales combustibles (como madera y cuero): se carbonizan y se evaporan.
Materiales metálicos: requieren láseres de alta potencia y son asistidos por oxígeno para la combustión por oxidación para mejorar la eficiencia del corte.

4) El gas auxiliar expulsa la escoria.

Durante el proceso de corte se suelen utilizar gases auxiliares de alta presión (como oxígeno, nitrógeno o aire):

Oxígeno (O₂): proporciona asistencia a la combustión para mejorar la eficiencia del corte de metales.
Nitrógeno (N₂): adecuado para materiales que requieren filos de corte de alta calidad (como el acero inoxidable).
Aire comprimido: una solución económica adecuada para procesamiento de bajo coste.

El flujo de aire a alta velocidad puede enfriar el área de corte, evitar que el borde se queme demasiado y soplar el material fundido para mejorar la calidad del corte.

5) El sistema CNC controla con precisión la trayectoria de corte.

El sistema de control numérico por computadora (CNC) o el software de control láser preestablece la trayectoria de corte y controla el cabezal del láser para que se mueva de acuerdo con el patrón especificado.

Principales métodos de corte por láser de CO₂

El corte por láser de dióxido de carbono se basa principalmente en las características de absorción de los materiales a la energía láser, combinadas con diferentes reacciones físicas y químicas para lograr un procesamiento eficiente. Los métodos de corte más comunes incluyen el corte por vaporización, el corte por fusión, el corte por oxidación y el corte en cubos.

1) Corte por vaporización

Principio:

El rayo láser calienta la superficie del material hasta el punto de ebullición en muy poco tiempo, provocando su vaporización (sublimación) directamente.
Como no hay etapa de fusión, el material se convierte directamente en vapor y es transportado por un gas auxiliar de alta velocidad.

Características:

Adecuado para materiales con alto punto de fusión y baja conductividad térmica.
La incisión es extremadamente estrecha y los bordes son limpios.
Se requiere una potencia láser extremadamente alta (generalmente más alta que el corte por fusión).

Materiales aplicables:

Madera
Papel
Plástico (parcial)
Acrílico
Materiales compuestos
Algunos materiales cerámicos

2) Corte por fusión

Principio:

El rayo láser calienta el material hasta el punto de fusión para fundirlo.
El gas inerte a alta presión (como nitrógeno N₂, argón Ar) expulsa el material fundido sin reacción de oxidación.

Características:

Aplicable a materiales que no quieran oxidarse, como acero inoxidable, aluminio, etc.
La superficie de corte es lisa y no tiene capa de óxido.
Se requiere gas auxiliar con mayor presión de aire para expulsar el material fundido.

Materiales aplicables:

Acero inoxidable
Aluminio y aleaciones de aluminio
Titanio y aleaciones de titanio
Algunos plásticos

3) Corte por llama / Corte por oxidación

Principio:

Utilizando oxígeno (O₂) como gas auxiliar, el rayo láser calienta el metal hasta el punto de ignición, provocando que sufra una violenta reacción de oxidación con el oxígeno, generando una gran cantidad de energía térmica y acelerando el proceso de corte.
La escoria de óxido generada por la reacción es arrastrada por el flujo de aire a alta velocidad para formar una costura de corte.

Características:

La velocidad de corte es más rápida que el corte por fusión (porque la reacción de oxidación genera calor adicional).
Aplicable a materiales oxidables como el acero al carbono, pero se formará una capa de óxido (se requiere posprocesamiento).
Aplicable para cortar materiales metálicos más gruesos.

Materiales aplicables:

Acero carbono
acero de baja aleación
Algunas piezas de hierro fundido

4) Trazado/Corte de fractura controlada

Principio:

Utilice un láser de baja potencia para rayar una microgrieta en la superficie de materiales frágiles y luego aplique tensión mecánica o térmica para hacer que el material se rompa a lo largo de la grieta.

Características:

Aplicable a materiales frágiles como vidrio y cerámica para evitar la fusión directa o gasificación.
El filo es limpio y la zona afectada por el calor (ZAT) es reducida.
La potencia y el enfoque del láser deben controlarse con precisión para evitar fracturas desiguales del material.

Materiales aplicables:

Vidrio (como vidrio óptico, vidrio de cuarzo)
Cerámica
Zafiro artificial

Tabla comparativa de varios métodos de corte:

Método de corte	Zona afectada por el calor	Velocidad de corte	Calidad de la superficie de corte	Materiales aplicables
Corte por vaporización	Pequeño	Moderado	Muy suave	Madera, papel, plástico, acrílico.
Corte por fusión	Bajo	Moderado	Alto (sin capa de óxido)	Acero inoxidable, aluminio, titanio.
Corte por oxidación	Alto	Rápido	Bajo (es necesario eliminar la capa de óxido)	Acero al carbono, acero de baja aleación
Corte por rayado	Pequeñito	Rápido	Muy alto (sin fusión)	Vidrio, cerámica

Tabla de características del corte por láser de CO₂ y materiales aplicables:

Método de corte	Características	Materiales aplicables
Corte por vaporización	El láser de alta energía vaporiza directamente el material.	Madera, plástico, acrílico, papel.
Corte por fusión	El material se funde, con la ayuda de un soplado de gas para eliminar la escoria.	Metal, acero inoxidable, plástico.
Corte por oxidación	Depende del oxígeno para ayudar a la combustión, acelerando el corte de metales.	Acero al carbono, acero aleado
Corte por rayado	El láser de baja potencia se utiliza para cortar materiales frágiles.	Vidrio, cerámica

Resumen:

Corte por vaporización: adecuado para materiales de bajo punto de fusión (madera, plástico) y aplicaciones que requieran un corte de alta precisión.
Corte por fusión: adecuado para cortar metales como acero inoxidable y aluminio que requieren bordes no oxidados.
Corte por oxidación: adecuado para el procesamiento de metales como el acero al carbono que requiere un corte eficiente pero permite una capa de óxido.
Corte por rayado: adecuado para el procesamiento fino de materiales frágiles como vidrio y cerámica.

3. ¿Cuáles son las características de la máquina de corte por láser de CO2?

La máquina de corte láser de CO₂ es un equipo de procesamiento térmico sin contacto que utiliza principalmente láser infrarrojo con una longitud de onda de 10,6 μm para corte y grabado de alta precisión. Es adecuada para diversos materiales no metálicos y algunos metálicos. Sus principales características son:

1) Amplia gama de materiales aplicables.

Aplicable a materiales no metálicos: como madera, acrílico, plástico, cuero, tela, caucho, papel, vidrio, cerámica, etc.

Puede procesar algunos metales: Los metales delgados (como acero inoxidable, acero al carbono, aleación de aluminio) se pueden cortar con la adición de gas auxiliar (como oxígeno) o un recubrimiento especial.

Amigable con los materiales orgánicos: el corte por láser no produce estrés físico y no es fácil que cause daños al material.

2) Alta precisión de corte

La precisión puede alcanzar ±0,1 mm, lo que es adecuado para grabado fino y corte de patrones complejos.

El diámetro del punto es pequeño y la zona afectada por el calor es pequeña, lo que reduce la deformación y las quemaduras del corte.

No se requiere molde, se admite el diseño CAD/CAM y se logra un procesamiento automático de alta precisión.

3) Buena calidad de corte y bordes lisos.

El rayo láser de alta energía funde el material y el filo queda limpio, sin necesidad de pulido secundario.

El corte es suave, sin rebabas y sin deformaciones mecánicas, lo que mejora la calidad del producto.

Adecuado para procesamiento de alta demanda en industrias como publicidad, decoración, embalaje y confección.

4) Alta eficiencia y automatización

La velocidad de corte es rápida, más eficiente que el corte con herramientas tradicionales y adecuada para la producción en masa.

Admite el sistema de control numérico CNC, que puede programar y optimizar automáticamente las rutas de corte para mejorar la eficiencia de la producción.

Puede importar directamente archivos de diseño como CAD y CorelDRAW para lograr una operación inteligente.

5) Procesamiento sin contacto, baja pérdida

El corte por láser es un procesamiento sin contacto, que no ejerce presión mecánica sobre el material y no es fácil que se produzcan daños.

Sin desgaste de herramientas, menor reemplazo de piezas mecánicas y menores costos de mantenimiento.

Adecuado para materiales frágiles, blandos o delicados (como vidrio, tela, acrílico, etc.).

6) Protección del medio ambiente y baja contaminación.

Sin polvo, sin residuos, sin ruido, más limpio que los métodos de corte tradicionales.

Se pueden utilizar equipos de extracción de humo durante el corte por láser para reducir el impacto del humo en el medio ambiente.

Evita los desperdicios generados durante el corte mecánico y mejora el aprovechamiento del material.

7) Grabable y marcado

Además del corte, también se puede realizar grabado láser, lo que puede lograr un grabado de patrones finos y una personalización personalizada.

Adecuado para escenarios de aplicación como producción de publicidad, grabado de regalos y marcado de componentes electrónicos.

8) Sistema de automatización integrable

Se puede combinar con equipos industriales como líneas de montaje, robots, CNC, etc. para mejorar el nivel de automatización de la producción.

Adecuado para producción en masa y fabricación inteligente, mejorando la eficiencia y reduciendo los costos laborales.

4. La diferencia entre la máquina de corte por láser de CO₂ y la máquina de corte por láser de fibra

Características	Máquina de corte por láser de CO₂	Máquina de corte por láser de fibra
Materiales aplicables	Se utiliza principalmente para no metales, puede cortar metal fino.	Se utiliza principalmente para cortar metales.
Longitud de onda	10,6 μm (apto para no metales)	1,06 μm (apto para metal)
Calidad de corte	Corte suave, adecuado para grabado fino.	Mayor eficiencia de corte de metal
Costo del equipo	Relativamente bajo	Precio más alto, bajo costo de mantenimiento
Consumo de energía	Relativamente alto	Más eficiente energéticamente
Áreas de aplicación	Ampliamente utilizado en publicidad, ropa, embalaje, carpintería, etc.	Se utiliza principalmente en procesamiento de metales, automóviles, aviación y otras industrias.

5. Resumen

¿Qué es una máquina de corte láser de CO₂? Una máquina de corte láser de CO₂ es un tipo de cortadora láser que utiliza un láser de dióxido de carbono (CO₂) para cortar, grabar o marcar diversos materiales. Es una de las tecnologías de corte láser más utilizadas gracias a su precisión, eficiencia y versatilidad.

Ventajas del corte por láser de CO2:

Alta precisión de corte
Bordes lisos y limpios
Funciona con una amplia gama de materiales no metálicos.
Velocidades de procesamiento rápidas
Bajo mantenimiento en comparación con el corte mecánico

Desventajas:

No es ideal para cortar metales gruesos o reflectantes.
Requiere mantenimiento regular (por ejemplo, limpieza de lentes, reemplazo de tubos láser de CO2)
Mayor consumo de energía en comparación con los láseres de fibra.

¿Por qué elegir una máquina de corte por láser de CO₂?

Adecuado para cortar materiales no metálicos, como madera, plástico, acrílico, cuero, tela, etc.
Alta precisión de corte, adecuado para publicidad, embalaje, decoración, fabricación industrial y otras industrias.
Procesamiento sin contacto, baja pérdida, sin necesidad de cambiar herramientas, bajo costo de mantenimiento.
Respetuoso con el medio ambiente y libre de contaminación, reduciendo el polvo, el ruido y el desperdicio de material.
Admite automatización y puede integrar un sistema de producción inteligente para mejorar la eficiencia de la producción.

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