MECANIZADO POR HAZ DE LÁSER

En el procesado térmico el haz se utiliza para eliminar material en el punto deseado mediante la fusión y vaporización o para producir un cambio en las propiedades del material en función de la temperatura alcanzada.

La energía cinética del haz convertida en calor cuando choca contra la superficie de la materia sólida se utiliza tanto para eliminación del material como para inducir térmicamente cambios químicos o estructurales.

La perforación por haz de electrones se basa fundamentalmente en el efecto térmico que provoca un haz de electrones de alta energía al incidir sobre el material.

Características del proceso

La característica principal del proceso es la alta densidad de energía de la fuente de calor.

Genera rayos x Soldadura casi uniforme y limpia. Cantidad reducida de calor transmitida a la pieza. Soldaduras profundas y cordones estrechos. El coste de los equipos es elevado. Las velocidades de soldadura son muy elevadas.

Proceso:El proceso de haz de electrones se efectúa en una cámara de vacío. Encima de dicha cámara se encuentra una pistola de electrones. Las piezas a soldar se colocan en un manipulador motorizado dentro de la cámara de vacío produciendo así soldaduras axiales o lineales. La pistola de haz de electrones consta de un cátodo y un ánodo entre los que se genera una diferencia de potencial y se introduce al paso de corriente. Debajo del ánodo, hay una lente magnética para definir el haz de electrones hacia la zona de soldadura.

Ventajas

Las propiedades del material son de gran calidad. El ambiente al vacío permite eliminar impurezas Permite la fusión y combinaciones de metales distintos. Los costos de energía y mantenimiento son rentables. Rapidez para la fabricación de las piezas El desplazamiento del haz de electrones se consigue sin partes móviles. La tecnología del haz de electrones no tiene problemas de reflexión en el

material fundido. Otras ventajas son la de poder cortar placas hasta de 15 cm con buena

reproducibilidad y más rápido que con procesos de electroerosión. Se trabaja con temperaturas que pueden llegar hasta los 10000oC, y gracias a

las altas velocidades de operación, el acabado superficial es muy bueno.

Aplicaciones

Aeroespacial (Componentes de reactores, piezas de estructuras, piezas de transmisión, sensores.) 

Generación de energía Espacio (Tanques de titanio, sensores)  Sistemas de vacío Médico Automotriz (Piezas de transmisión, engranajes, piezas de turbocompresores)  Industria eléctrica/electrónica (Piezas fabricadas en material de cobre)  Nuclear (Carcasas de combustible, piezas estructurales, válvulas,

instrumentos) 

MECANIZADO POR HAZ DE ELECTRONES

La tecnología del mecanizado con láser se basa en la generación de un haz láser de elevada potencia que es dirigido hasta a la pieza a mecanizar mediante un sistema de espejos de alta precisión.

En la zona de incidencia del rayo se consigue una elevada densidad de energía térmica concentrada que produce la volatilización del material. El rayo láser erosiona el material en múltiples capas obteniendo, de este modo, la geometría y profundidad requerida.

Características del proceso

El mecanizado con láser, comparado con los procesos convencionales de arranque de viruta, presenta una mejor precisión y acabado superficial (rugosidad), siempre y cuando no lo comparemos con los procesos de súper acabado.

Otra característica de esta tecnología es que al ser una fuente de energía la que incide sobre el material a mecanizar, no se producen desgastes, roturas ni colisiones de la herramienta de corte.

Otros aspectos importantes son que se pueden obtener determinadas formas complejas no obtenibles por procesos convencionales, y que se pueden mecanizar materiales muy duros.

Proceso:

El láser refuerza la luz mediante absorción e irradiación de energía. Se dirige energía a una barra de cristal o a una mezcla de gas del láser. Esta energía se produce a través de lámparas de rayos, o mediante una descarga eléctrica.

De esta forma, la barra de cristal o el gas, anteriormente activado por el láser, son dirigidos entre dos espejos, produciendo un resonador de luz. Este fenómeno proporciona al haz láser una dirección determinada. Una proporción de la luz del láser pasa por un espejo parcialmente traslúcido y luego por el lente convergente quedando asi a disposición de la mecanización del material.

Ventajas

Este mecanizado es rápido y productivo. Las cortaduras por láser son de aplicación flexible. Los trabajos grandes de

corte se pueden realizar de forma fácil y rentable, como producciones en masa. Son adecuadas para el corte con láser tanto piezas muy pequeñas como

objetos de grandes dimensiones. El mecanizado por láser es muy seguro, el material no necesita ser fijado ni

enderezado. Los usuarios no entran nunca en contacto con piezas móviles o abiertas de máquinas.

El corte por láser es especialmente sencillo, los principiantes en este proceso pueden conseguir un corte perfecto.

Esta técnica es muy limpia, con ella se consiguen rebordes agudos sin deshilachamientos.

En el mecanizado por láser no hay contacto entre herramienta y pieza, así se evita que se produzcan fallos, roturas y desgastes.

Aplicaciones

El mecanizado por láser posibilita el mecanizado de figuras y piezas de pequeñas dimensiones, permitiendo obtener esquinas vivas y agujeros de pequeño diámetro, es decir, formas geométricas complejas que no son posible o es muy caro obtener por procesos convencionales. 

Permite la creación de cavidades para aplicaciones tan diversas como moldes técnicos de precisión, técnica médica, electrónica, moldes de semiconductores, microtecnología, construcción de prototipos, moldes de microinyección, micropostizos para la matricería, grabados superficiales y profundos y sustituir operaciones de electroerosión en casos concretos. Algunas aplicaciones típicas del taladrado láser son la perforación del papel del filtro de los cigarrillos, la perforación de cañerías de goma para irrigación, la perforación de tetinas de biberón y de catéteres cardiovasculares.