Cuando se trata de cortar metales, elegir el método adecuado puede cambiar las reglas del juego. ¿Se ha preguntado alguna vez en qué se diferencian el láser, el chorro de agua, el plasma y el corte por hilo? Este artículo profundiza en las capacidades, ventajas y limitaciones únicas de cada técnica de corte. Desde la precisión y la velocidad de corte hasta la idoneidad del material y el coste, descubra qué diferencia a cada método y cuál puede ser el más adecuado para sus necesidades. Conozca las aplicaciones prácticas y el rendimiento de estas tecnologías de corte.
La elección del método de corte depende de la situación específica. Además del corte por láser, existen otros métodos como el corte por agua, el corte por plasma y el corte por hilo. ¿Cuándo se utilizan?
Según un ingeniero en el campo del corte:
Analizaremos con más detalle estas diversas técnicas de corte.
El corte por láser es un proceso en el que un haz láser focalizado de alta densidad de potencia se dirige a la pieza de trabajo, provocando la fusión, vaporización, ablación o ignición del material. A continuación, el material fundido se retira mediante una corriente de aire de alta velocidad que es coaxial con el haz de luz, lo que da lugar al corte de la pieza de trabajo.
En la actualidad, las emisiones de CO2 los láseres pulsados y los láseres de fibra son los más utilizados tipos de láser para el corte. El corte por láser se considera uno de los métodos de corte térmico.
El corte por chorro de agua, también conocido como cuchilla de agua, es una máquina de corte que utiliza un flujo de agua a alta presión para cortar materiales. Bajo control informático, tiene la capacidad de tallar la pieza como se desee, con un impacto mínimo en la calidad del material.
El corte con agua se divide a su vez en dos métodos: corte sin arena y corte con arena.
Véase también:
Plasma corte por arco es un proceso que utiliza el calor generado por un arco de plasma de alta temperatura para fundir y vaporizar el metal en el borde de corte de la pieza. A continuación, se aprovecha el impulso del plasma de alta velocidad para eliminar el metal fundido y formar un corte.
El mecanizado por electroerosión con hilo (WEDM), también conocido como mecanizado por electroerosión con corte de hilo, es un tipo de procesamiento eléctrico. Puede dividirse en corte por hilo rápido, corte por hilo medio y corte por hilo lento. El corte por hilo WEDM rápido tiene una velocidad de desplazamiento del hilo de 6 a 12 m/s, y el hilo se mueve de un lado a otro a gran velocidad con una precisión de corte relativamente baja.
El corte por hilo WEDM medio es una técnica más reciente que ofrece funciones de corte de frecuencia múltiple basadas en el corte por hilo WEDM rápido. El corte por hilo WEDM lento tiene una velocidad de desplazamiento del hilo de 0,2 m/s. La dirección alambre de electrodo se mueve a baja velocidad y de forma unidireccional, lo que se traduce en una precisión de corte muy elevada.
En las secciones siguientes, haremos una comparación detallada de estos métodos de corte.
Las máquinas de corte por láser tienen una amplia gama de aplicaciones y pueden cortar tanto materiales metálicos como no metálicos. Por ejemplo, materiales no metálicos como tela y cuero pueden cortarse con una cortadora láser de CO2. Cuando se trata de cortar metal, una corte por láser de fibra debido a su capacidad para producir una deformación mínima de la placa.
El corte por agua se considera un método de corte en frío y no provoca deformaciones en caliente. Produce una superficie de corte de alta calidad y elimina la necesidad de mecanizado secundario. Además, es fácil de reprocesar si es necesario. El corte por agua puede cortar eficazmente cualquier material con una velocidad de corte rápida y un tamaño de procesamiento flexible.
Las máquinas de corte por plasma son capaces de cortar acero inoxidable, aluminio, cobre, hierro fundido, acero al carbono y otros materiales metálicos. Sin embargo, el corte por plasma tiene un notable efecto térmico y baja precisión, lo que dificulta el reprocesado de la superficie de corte.
El corte por hilo sólo puede utilizarse para cortar materiales conductores y requiere un refrigerante de corte durante el proceso. En consecuencia, los materiales no conductores, como el papel y el cuero, o los materiales sensibles a la contaminación por agua o refrigerante de corte, no pueden cortarse con este método.
El uso del corte por láser de acero al carbono en la industria suele limitarse a espesores inferiores a 20 mm, con una capacidad de corte generalmente inferior a 40 mm.
Para corte de acero inoxidable, el límite típico es inferior a 16 mm, y la capacidad de corte es generalmente inferior a 25 mm. A medida que aumenta el grosor de la pieza, la velocidad de corte disminuye significativamente.
El corte por chorro de agua tiene capacidad para cortar materiales con espesores comprendidos entre 0,8 mm y 100 mm y, en algunos casos, incluso materiales más gruesos.
La gama de espesores de corte de las cortadoras de plasma va de 0 mm a 120 mm. Se considera que las cortadoras de plasma que pueden cortar metal con un grosor de 20 mm tienen el mejor rendimiento de costes.
El corte de alambre suele tener un rango de espesores de 40 mm a 60 mm, con capacidad para alcanzar hasta 600 mm en los cortes más gruesos.
Si se corta una chapa de acero dulce de 2 mm de espesor con un potencia del láser de 1200W, la velocidad de corte puede alcanzar hasta 600cm/min. Para una 5 mm de grosor placa de resina de polipropileno, la velocidad de corte puede alcanzar los 1200 cm/min. Esto pone de relieve la velocidad ventajas del láser corte para la producción en serie.
La eficacia del corte por hilo EDM es generalmente de 20 mm.2 a 60mm2 por minuto, con un máximo de 300mm2 por minuto. En comparación, el corte por láser es más rápido y más adecuado para la producción en serie.
La velocidad de corte con agua es relativamente lenta, lo que la hace menos adecuada para la producción en serie.
El corte por plasma tiene un corte lento velocidad y una precisión relativamente baja, por lo que es la más adecuada para cortar chapas gruesas. Sin embargo, la cara final tendrá una inclinación.
Para el procesado de metales, el corte por hilo ofrece una mayor precisión, pero tiene un corte lento velocidad. En algunos casos, pueden ser necesarios otros métodos, como la perforación y el corte de hilos, pero su capacidad de corte es limitada.
La incisión de corte del láser es estrecha, con lados paralelos y perpendiculares a la superficie. La precisión del tamaño de la pieza cortada puede alcanzar ±0,2 mm.
El corte por plasma tiene una precisión inferior a 1 mm.
El corte por agua no produce deformación térmica y tiene una precisión de ±0,1 mm. Si se utiliza una máquina de corte por agua dinámica, la precisión de corte puede mejorarse hasta 0,02 mm, y se eliminará la pendiente de corte.
El corte de alambre suele tener una precisión de ±0,01 mm a ±0,02 mm, con una precisión máxima de ±0,004 mm.
El corte por láser es más preciso que el corte por plasma, con pequeñas hendiduras de aproximadamente 0,5 mm.
Las ranuras de corte del corte por plasma son mayores que las del corte por láser, normalmente de 1-2 mm.
El corte con agua da lugar a incisiones que son aproximadamente 10% mayores que el diámetro del tubo del cortador, normalmente de 0,8 mm a 1,2 mm. A medida que aumente el diámetro del tubo del cortador de arena, también aumentará el tamaño de la incisión.
El corte de alambre tiene la menor anchura de hendidura, normalmente entre 0,1 mm y 0,2 mm.
La rugosidad de precisión superficial del corte por láser no es tan buena como la del corte por agua, y esto se acentúa a medida que aumenta el grosor del material.
El corte con agua no altera la textura del material que rodea la junta cortada. Esto se debe a que el corte por láser es un método de corte térmico que modifica la textura alrededor de la zona de corte.
(1) El precio de las cortadoras láser varía en función del uso que se les vaya a dar. Una opción más barata, como una cortadora láser de CO2, puede costar alrededor de $4.000, mientras que una opción más cara, como una cortadora láser de fibra de 1000W, puede costar más de $50.000. El corte por láser no tiene consumibles, pero tiene el mayor coste de inversión en equipos y de mantenimiento de todos los métodos de corte.
(2) Las cortadoras de plasma son mucho más baratas que las cortadoras láser y los precios varían en función de factores como la potencia y la marca de la máquina de corte por plasma. El corte por plasma tiene un coste de uso elevado, ya que puede cortar cualquier material conductor de electricidad.
(3) Los equipos de corte por chorro de agua sólo son superados en coste por el corte por láser, con un elevado consumo de energía y costes de mantenimiento. Su velocidad de corte es inferior a la del corte por plasma. Además, todos los abrasivos utilizados son desechables y pueden contribuir a la contaminación medioambiental.
(4) El corte por hilo suele costar varios miles de dólares. Sin embargo, cuenta con consumibles, como alambre de molibdeno, refrigerante de corte, etc. Hay dos alambres de uso común: uno es el alambre de molibdeno, que es caro pero puede reutilizarse muchas veces y se utiliza para equipos de movimiento rápido de alambre; el otro es el alambre de cobre, que se utiliza para equipos de movimiento lento de alambre pero sólo puede utilizarse una vez. Además, las máquinas WEDM rápidas son entre 5 y 6 veces más baratas que las máquinas WEDM lentas.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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