Conociendo el Sistema de corte por láser de fibra óptica

El láser se ha consolidado como la tecnología más eficiente para el corte de metales en la actualidad. Este avance se debe a la incorporación del sistema de corte por láser de fibra óptica, que reemplazó a los equipos de corte láser con tecnología de CO₂ —basados en tubos de gas y guiado por espejos— y a métodos más antiguos como el Plasma o el Oxicorte.

Láser de fibra óptica:

La fibra óptica, a través de un láser de estado sólido, permite conducir y amplificar la luz con gran eficiencia. Su funcionamiento se basa en cuatro características fundamentales:

  • Bombeo de luz: los diodos láser emiten luz que se introduce en la fibra óptica.
  • Medio de ganancia: la fibra contiene iones de tierras raras (como el iterbio), que absorben esta luz de bombeo y se excitan a niveles de energía superiores.
  • Amplificación: al retornar los electrones a su estado original, liberan fotones que refuerzan la señal luminosa dentro de la fibra.
  • Salida del haz: el haz láser resultante se moldea y se libera, creando un rayo de alta intensidad y calidad.

A esto se suma el uso de cabezales láser con seguimiento automático de altura, que garantizan mantener la distancia focal óptima en todo momento.
De esta manera, el corte por láser de fibra óptica se posiciona como la alternativa más eficiente y duradera para el trabajo con metales. Sus ventajas se reflejan en una reducción de costos operativos, mayor precisión y velocidades de corte superiores, resultados inalcanzables para tecnologías anteriores como el Plasma o el Oxicorte.

Características destacadas del láser de fibra óptica:

  • Estabilidad: los láseres de estado sólido alcanzan una vida útil de hasta 100.000 horas.
  • Precisión: el transporte de la luz por la fibra óptica es eficiente y libre de descalibraciones. La manguera está protegida por un recubrimiento de acero flexible que facilita el movimiento y previene daños.
  • Potencia: esta tecnología permite desarrollar equipos cada vez más potentes, desde 1.000 W hasta 20.000 W
  • Eficiencia energética y medioambiente: con tasas de conversión fotoeléctrica de entre el 70 y el 80%, la mayor parte de la energía consumida se transforma en potencia de corte. Esto se traduce en procesos más productivos y sostenibles.
  • Bajo mantenimiento: el único consumible es un lente de protección con una vida útil aproximada de 400 horas. Además, no requiere calibraciones frecuentes ni intervención de personal especializado, como ocurre en sistemas de láser con espejos.

Nota: El presente articulo ha sido elaborado en base al conocimiento técnico de nuestro equipo calificado. El fin del articulo es meramente informativo.

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Mantenimiento preventivo de equipos Láser CO2 – Sistema lineal

Usted es propietario de una máquina láser de alta tecnología, vamos a indicar los puntos más importantes para realizar un correcto mantenimiento del sistema lineal.

1 – Sistema Lineal:

El sistema de desplazamiento lineal de su máquina Laser está constituido por guías prismáticas de alta precisión. Es un dato no menor poder conocer cómo funciona este componente dentro de nuestro equipo Laser, el mismo es el responsable de que el desplazamiento en los ejes X,Y sean correctos. Logrando un andar suave y sin holguras, lo que permite la precisión suficiente para lograr cortes y grabados de alta calidad.

El mantenimiento que vamos a detallar debajo es para prolongar su vida útil, teniendo en cuenta que los residuos provocados por el corte y grabado, humo y hollín va pegándose a las guías, al no realizar un mantenimiento adecuado estas se ven deterioradas ya que estos residuos actúan como abrasivos degradando las bolillas internas y generando corrosión, como consecuencia los ejes toman holguras que no pueden repararse salvo reemplazando componentes. Detallamos con imagen la ubicación para que pueda identificarlos, dentro de la máquina, va poder encontrar dos guías en el eje Y, y una guía en el eje X.

Ubicación de guías lineales dentro del equipo laser:

2 – Guías lineales y patines de bolas:

El sistema consiste en una guía templada y rectificada de forma prismática, por la que se desplaza un patín de 4 hileras de bolas re circulantes, este
patín cuenta con retenes para protección de su interior. En algunos modelos también incluye un niple de engrase.

Mantenimiento Preventivo

Detallamos los pasos correctos para realizar el mantenimiento del sistema lineal, el mismo se recomienda cada 7 días, o en lapsos menores de tiempo si se trabaja
con materiales corrosivos.

Pasos

1- Realice una limpieza con un paño y alcohol isopropilico, para retirar la grasa vieja que va estar contaminada con el hollín generado por los procesos de máquina.

2 – Con un pincel realice la lubricación de la guía en toda su longitud, sin dejar un exceso de lubricación pero logrando una película uniforme en toda la superficie que va actuar como protección sobre la misma. El producto adecuado para lubricar las guías líneas es ̈grasa para rodamientos ̈ de bajas revoluciones, detallamos las siguientes tipos de grasa:

MarcaTIPO
SKF
HIWIN
Klüber
Mobil
Fuchs Lubritech Lubcon		445-475
G05
Klüberlub GL-261
Mobilux EP1
Lagermeister BF2 TURMOGREASE CAK 2502

3 – Luego de lubricar las guías, encender el equipo láser y desplazar los dos ejes en todo el largo del recorrido para que la lubricación penetre dentro de los patines de bolas y se distribuya a su vez por todas las guías, de ser necesario retire el excedente con un paño.

Nota: No debe colocar lubricación en las correas sincrónicas

Nota: El presente articulo ha sido elaborado en base al conocimiento técnico calificado para realizar el mantenimiento preventivo de la unidad. El fin del articulo es meramente informativo y no implica ninguna responsabilidad sobre la mala aplicación del mismo y el daño que puedan ocasionar en el dispositivo o en la integridad de la persona que lo realiza. Siempre recomendamos que sea realizado por personal idóneo.

Capítulo 1
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Mantenimiento preventivo de equipos Láser CO2 – La Fuente láser

Es nuestra intención presentarles una guía práctica para poder realizar el mantenimiento preventivo en su equipo de corte Láser CO2. En esta oportunidad trataremos el tema del componente más sensible y complejo que tienen este tipo de máquinas, la Fuente Laser.

Características

La Fuente Laser es una unidad de potencia que tiene como función principal lograr la excitación del tubo Laser, para ello utiliza dos etapas una lógica y una de potencia en la cual logra aplicar alto voltaje y frecuencia suficiente para una aplicación segura en tubos de CO2.
Como datos importantes para identificarla describiremos una fuente Laser de 80W:

  • Voltaje de alimentación: AC 220V.
  • Frecuencia de trabajo: 47-440 HZ.
  • Consumo de corriente: 0.7mA (AC220V).
  • Máximo voltaje de salida: DC 35KV (Corriente directa 35.000 voltios).
  • Máximo corriente de salida: DC 35mA (Corriente directa 0.35 Amper).
  • Eficiencia: 92% a plena carga.
  • Tiempo estimado de servicio: 10000 horas
  • Temperatura de trabajo: -10° C a 40°C
  • Humedad máxima: 90%
  • Tipo de refrigeración: De aire forzada por ventilador.
  • Interfaz de control: TTL (Digital).
  • Protección: Circuito abierto * se requiere una puesta a tierra segura para evitar fallas*

Tomando en cuenta las características principales podemos destacar su alto voltaje de salida 35.000 voltios, y su bajo nivel de corriente 35 miliamperios, su interfaz de control de tipo TTL (Digital), lo que permite un control seguro y eficiente con la mayoría de Motherboard de control Laser.

Diagrama de conexión

Detallamos una imagen para que sea más gráfico la forma de conectarlas a nuestro equipo Laser, las terminales a conectar son las siguientes:

Cable HV+: Cable rojo de alto voltaje positivo, va conectado a la terminal positiva de nuestro tubo CO2.

Cable negativo: Cable unipolar de 1 mm de sección conectado al terminal negativo de nuestro tubo CO2.

Alimentación: Descripta como AC/AC, es la entrada de alimentación de la fuente en 220 VAC (voltaje corriente alterna). Siendo siempre recomendable la instalación de un estabilizador de tensión.

Puesta a tierra: Descripta como FG, conexión de puesta a tierra, la misma es muy importante porque además de ser una medida de seguridad también protege el circuito de la fuente laser al ponerse en fuga. Por ejemplo, si un cable de HV+ se pone a fuga, o bien se daña el tubo laser y se genera una fuga a chasis de maquina refiriéndonos a una fuga de 35.000 voltios, inevitablemente quemara la fuente laser y otros componentes de la máquina. Si esta no cuenta con una puesta a tierra eficiente.

Interfaz de control: La misma es controlada por señales TTL (señal de control digital). Que genera nuestra motherboard de la maquina laser.

Detallamos:

TH: Señal de disparo en alto. Quiere decir que al recibir una señal de entre 3/5 voltios genera el disparo.
TL: Señal de disparo en bajo. Quiere decir que al recibir una señal de disparo de 0 voltios genera el disparo. (Para comprenderlo mejor esta señal la motherboard la mantiene en alto por ejemplo 5 voltios, y al cambiar el estado a bajo, por ejemplo 0 voltios, la fuente activa el tubo laser).
WP: Señal de bomba de agua, es una medida de seguridad. Esta señal es recibida del sensor de agua de la maquina puede ser uno externo o bien el del Chiller.
Es un circuito abierto como señal de emergencia (circuito abierto quiere decir que no está conectada a nada). O un circuito cerrado como señal de trabajo correcto (circuito cerrado quiere decir que esta terminal se conecta a una señal de GND).

GND: Señal de negativo o maza de la interfaz de control
IN: Señal de control de la potencia de excitación del tubo laser, esta señal puede ser digital PWM, o bien analógica 0 a 5 voltios. De esta forma para tomar como ejemplo si conectamos un voltaje de 5 voltios, nuestra fuente va a excitar el tubo al 100% de su potencia, y si colocamos un voltaje de 2.5 voltios, la excitación será del 50%.
5V: Señal de salida con un voltaje estable de 5 voltios.

Mantenimiento Preventivo

Una de las causas más frecuentes en las fallas de las fuentes laser es la falta de mantenimiento, es de destacar que más allá de ser junto con el tubo laser los componentes más importantes de nuestra máquina, quedan olvidadas como si prácticamente no existieran para algunos operadores de equipos laser.

Es muy importante poder mantenerlas en un correcto estado de funcionamiento. Vamos a ilustrar este artículo con una foto de fuentes laser en las que no fueron realizados los mantenimientos y terminan dañadas. Con el fin de que puedan apreciar que uno de los enemigos más importantes es el carbón, que se aloja dentro, producto de la inducción generada por la misma fuente.

Fuente Laser en la que no fueron realizados los mantenimientos.

Guía de Mantenimiento Preventivo de nuestra Fuente Laser

Lo correcto es realizar el mantenimiento preventivo que se detalla cada 30 días.

  1. Desconectar el equipo laser de la alimentación

  1. Ubicar la fuente, por lo general se encuentra en el lado opuesto al tablero electrónico de la maquina, aunque en algunos modelos comparte el mismo tablero eléctrico con los demás componentes.

  1. Desconectar el cable HV+ es el cable de alta tension que cuenta con un conector roscado de color blanco.

  1. Desconectar las borneras de alimentación de fuente laser y de control.

  1. Quitar los tornillos que sostienen la fuente laser para sacarla de su lugar y poder desarmar y abrir la tapa.

  1. Proceso de limpieza: De contar con un compresor es ideal soplar aire dentro de la fuente laser para que expulse todos los restos de carbon y tierra que suelen adherirse a los componentes electrónicos. Luego con mucho cuidado de no dañar ningún cable ni componente utilizar un pincel de tipo pintor para barrer todo los restos que no quito el compresor. Poner atención en el cooler de ventilación y las rejillas que queden limpias y sin obstrucciones. No utilizar productos líquidos que aporten humedad!!!. La limpieza debe ser realizada en forma seca y cuidadosa. Una vez terminado volver a cerrar la tapa y conectar todos los cables. Detallo un guía de verificación para antes de la puesta en marcha.

Nota: El presente articulo ha sido elaborado en base al conocimiento técnico calificado para realizar el mantenimiento preventivo de la unidad: Fuente Laser CO2, las imágenes pueden diferir según el modelo de fuente laser que se este utilizando. El fin del articulo es meramente informativo y no implica ninguna responsabilidad sobre la mala aplicación del mismo y el daño que puedan ocasionar en el dispositivo o en la integridad de la persona que lo realiza. Siempre recomendamos que sea realizado por personal idóneo.

Capítulo 2

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