Hasta hace solo algunos años sólo era posible el corte de metales con láser aplicando las tecnologías de Nd:YAG (acrónimo del inglés neodymium-doped yttrium aluminium garnet) o CO2 (Dióxido de Carbono) de altas potencias, pero hoy día ambas tecnologías han sido superadas ámpliamente por los láser de fibra.
A continuación detallaremos punto a punto las ventajas técnicas los láser de fibra en comparación con los sistemas Nd:YAG y CO2
Consumo eléctrico:
Cuando consideramos que una máquina de estas características, normalmente estará en producción entre 2600 y 8400Hs al año, el consumo eléctrico puede ser un gasto muy importante a tener en cuenta.
Los láser de Nd:YAG y CO2, aparte de tener un bajo rendimiento en sí mismos (entre el 3 y el 5%) generan grandes cantidades de calor, por lo que necesitamos un sistema de refrigeración por agua que también necesita grandes cantidades de energía para hacer circular el agua y principalmente eliminar el calor de esta.
El caso de los láser de fibra, el rendimiento es 4 o 5 veces superior, que aparte de obviamente consumir mucha menos energía eléctrica se traduce en una generación mínima de calor, haciendo posible que en potencias de hasta 260W no se requiera refrigeración líquida (solo aire forzado) o en potencias del orden de los 500W de láser se necesiten menos de 800W en concepto de refrigeración.
En resumen, para generar 500W de láser con un sistema de fibra, entre resonador y refrigerador necesitaremos entre 3 y 4KW de energía, mientras que en un sistema de CO2 necesitaremos entre 14 y 18KW de energía (un 400% más!), eso trabajando 8 horas se traduce en unos 30 Mega Vatios de energía al año de ahorro.
Como detallaremos en el siguiente párrafo, también se genera un ahorro adicional producido porque con las mismas potencias de láser podremos cortar a mayor velocidad con un sistema de fibra, por lo que tendremos menos horas de máquina para el mismo trabajo.
Productividad, capacidades y calidades de corte:
Debido a que la longitud de onda del láser de fibra (1080nm) es absorbida en mayor medida que la generada por los láseres de CO2 (10500nm), nos permite cortar más espesores a más velocidad con la misma cantidad de potencia.
En el caso de los láser de Nd:YAG, la longitud de onda es casi la misma que en los sistemas de fibra (1080nm), pero la gran diferencia está en el tamaño del spot siendo que en el caso de la fibra es mucho menor, por lo que si comparamos con la misma cantidad de potencia láser en ambos casos, la fibra tendrá toda la energía concentrada en una superficie menor aumentando radicalmente la densidad de potencia lo que nos permite cortar mayores espesores a mayores velocidades pudiendo hacer el mismo trabajo en menor tiempo y con menos energía.
Otro punto importante derivado del tamaño del spot, es que los materiales sufren una afectación térmica mucho menor que al combinarse con el aporte de Nitrógeno (dependiendo del metal a cortar), nos deja acabados perfectos y sin carbón incluso en las geometrías más complejas.
También es interesante destacar respecto del rendimiento, que el modulo resonador no está montado en el puente de la máquina, de esta manera al reducirse el peso del puente, se reducen las inercias permitiendo aceleraciones y velocidades mucho mayores.
Mantenimiento y vida útil:
El principal quebradero de cabezas del láser de CO2 consiste en la alienación del rayo láser por medio de espejos a través de un curso óptico y el mantenimiento de los mismos. En el caso de la fibra simplemente no hay espejos ya que la fibra llega directamente a un módulo sellado donde se instala la lente focal.
También es importante tener en cuenta que el resonador no requiere mezcla de gases ni ningún tipo de procedimiento de inicio como en los láser de flujo axial, para comenzar a trabajar con un láser de fibra basta con activar el interruptor de encendido.
En el caso de los resonadores de Nd:YAG hay que sustituir regularmente la lámpara de bombeo, que a parte de su propio coste genera una parada en la producción. Los resonadores de fibra utilizan una tecnología de estado sólido por lo que la vida útil estimada está en el orden de las 50.000-100.000 Horas, lo que nos asegura unos cuantos años de producción ininterrumpida.
Resumen de las ventajas.
