Corte láser de alta precisión de acero
eléctrico (04/19)
En el mercado del corte por láser, se suele asumir que la potencia del
láser es el factor dominante para determinar el rendimiento, sobre todo cuando
se cortan líneas rectas en materiales gruesos con tolerancias relativamente
bajas. Una mayor potencia proporciona una mayor velocidad de corte, sin embargo,
hay muchas aplicaciones de corte de materiales no muy gruesos y con tolerancias
más estrictas donde esta potencia puede ser una desventaja.
En este artículo, se estudia por parte de un fabricante, Stiefelmayer-Lasertechnik
(Denkendorf, Alemania) la manera de llegar al corte por láser óptimo, en este
caso para el acero eléctrico fino.
Este tipo de acero es utilizado en la fabricación de estátores y rotores
de los motores y generadores eléctricos junto con núcleos de transformadores.
Se forman a partir de la apilación de láminas de este material en torno a un
espesor normalmente entre 0.1 y 1mm. Este tipo de láminas se consiguen
habitualmente mediante laminación y estampación. El estampado logra una gran
repetibilidad, pero por contrapunto la precisión es limitada, y tiene un alto
coste para series de producción pequeñas, por lo que para realizar prototipos
es un método muy costoso debido al utillaje fijo necesario.
Serie de cortadores Effective de Stiefelmayer.
El corte con láser de fibra ofrece una alternativa al estampado, sobre
todo para series de producción pequeñas. Sin embargo, también posee sus
limitaciones. Entre ellas cabe destacar las desviaciones de las tolerancias (a
la hora de apilar las láminas, podemos apreciar desajustes en las dimensiones
de las mismas), las zonas de corte quedan afectadas por la temperatura
(evaporación de la laminación superficial y escoria en los bordes además de un
tratamiento térmico en la zona de corte) …
Estos problemas se agravan cuanto mayor sea la potencia. Entonces…
¿Por qué usar corte por láser en vez de estampación si tiene más problemas?
La respuesta a esta pregunta la ha encontrado el fabricante Stiefelmayer-Lasertechnik,
creando máquinas cortadoras por láser en las que la velocidad de corte y la
potencia juegan un papel distinto al de una máquina tradicional. En este caso,
con una menor potencia se ha conseguido un mayor rendimiento. Este tipo de
nuevas cortadoras láseres, denominadas serie Effective, están especialmente
optimizadas para producir cortes de alta precisión con un alto rendimiento.
Este gran avance viene dado por dos aspectos generales: una mecánica
superior y una sincronización precisa entre el láser y la misma mecánica. Se
han sustituido el tradicional mecanismo de piñón cremallera para los
movimientos x e y del cabezal de corte por motores lineales de accionamiento
directo, eliminando esa holgura que existía entre los engranajes; se han
implementado nuevos materiales de construcción como es la fibra de carbono para
sustituir diversas piezas de la máquina para obtener mejores inercias y reducir
el peso sin sacrificar la rigidez de la propia pieza, dando lugar a brazos o
puentes más ligeros con la misma integridad estructural. Gracias a estos cambios,
la sincronización entre el láser y la mecánica es de mayor precisión, ya que la
reducción de peso e inercias favorece un aumento de la aceleración de los
movimientos, generando cortes rápidos y precisos. Debido a esta nueva
tecnología implementada, se pueden generar radios de corte en torno a 40ηm.
Esto logra que la máquina no se detenga en una esquina para lograr una arista
viva con todo el traslado de masas e inercia que supone una desaceleración
brusca, sino que con un canto redondeado a 40ηm (casi imperceptible a simple
vista), logramos reducir ese tiempo y cambio de movimiento junto con la
disminución de potencia del láser (a más tiempo sobre un punto a cortar, menos
potencia necesitamos para lograr el mismo corte). Esta disminución de la potencia
del láser se soluciona mediante el uso de impulsos de salida del mismo, por lo
que la propia máquina ha de poder variar la potencia del laser en función de
las geometrías a cortar.
Coherent, láser de fibra óptica de alta luminosidad Rofin.
En conclusión estas nuevas cortadoras Effective nos ofrecen una mejor
sincronización láser y una combinación única de precisión, alto rendimiento y
repetibilidad, en concreto para metales delgados, que son los que necesitan
mayor precisión.
