¿Qué es mejor, las máquinas de marcado por láser de fibra o las de CO2? Este tema se ha debatido en la comunidad de fabricantes durante muchos años. Porque los puristas del láser insisten en que el CO2 es la mejor tecnología, mientras que otros impulsan nuevas innovaciones en Máquinas de Marcado Láser de Fibra que insisten exactamente en lo contrario. ¿Quién tiene razón? ¿Qué tecnología es superior?
La respuesta está en el hecho de que muchos fabricantes ofrecen tanto láser de fibra como tecnología de CO2 en sus líneas de productos mecánicos. Esto se debe a que existen diferencias significativas en tecnología y capacidades, así como en su rendimiento en materiales, espesores y aplicaciones específicas. Todo se reduce al tipo de material que se desea cortar.
En un artículo anterior, descubrimos que los cortadores láser de fibra obtienen más potencia para el cabezal de corte desde el resonador o la fuente de alimentación. Esto se consigue al no tener que reflejar el haz en un espejo y luego reenfocarlo a través de muchas lentes. El haz permanece enfocado en la fuente. Las ventajas de los láseres de CO2 son su flexibilidad y el tipo de material.
¿Qué es una máquina de marcado por láser de fibra?
Un láser de fibra es simplemente el término para el sistema de suministro de fibra óptica que suministra un haz de luz intenso y amplificado al cabezal de corte de una máquina láser. Este término no describe el proceso de creación de la fuente de luz (que es diferente de una resonancia de CO2). La entrega del haz por fibra óptica ha facilitado enormemente la fabricación de láseres y muchas máquinas están ahora disponibles a precios muy bajos.
¿Cómo funciona una máquina de marcado por láser de fibra?
La fibra óptica toma la fuente de luz de la cavidad resonante de la máquina de corte por láser y la transmite a su cabezal de corte controlado por CNC. El cabezal de corte enfoca el láser a través de una serie de lentes sobre la superficie del material. Sale por el extremo del cable de fibra óptica.
¿Qué es un láser de CO2?
El método real de creación de un láser de CO2 es el proceso. Un resonador soplado a alta velocidad con gas CO2 (turbina, soplador) utiliza una variedad o divide los iones partículas de luz (normalmente excitación RF o excitación DC). Esto hace que las partículas de luz choquen y luego se dividan a intervalos mayores.
¿Cómo funciona un láser de CO2?
Láser de CO2 vs Láser de Fibra: Ventajas y desventajas de cada uno
La tecnología del grabador láser de fibra es una configuración monolítica, de fibra a fibra, compacta y de estado sólido que corta metal plano. Ésta es su principal ventaja. El láser de fibra tiene unos costes de funcionamiento inferiores a los de los láseres de CO2 comparables. Las características del haz láser de fibra proporcionan velocidades de corte más rápidas que el CO2. Los sistemas de corte por láser de fibra son capaces de cortar más de una pulgada utilizando un láser de fibra de mayor potencia e incluso más rápido cuando se utiliza nitrógeno como gas auxiliar.
Sin embargo, el mejor lugar para lograr la mayor ventaja sobre los sistemas de CO2 es el rango de 1/2 pulgada e inferior. Está claro que la tecnología láser de fibra es la forma más eficaz y rentable de trabajar con acero inoxidable, cobre, aluminio, latón o cobre. Si va a cortar madera, acrílico o cuero, esta tecnología también está disponible. Se recomienda utilizar un láser de CO2.
Ventajas de los láseres de CO2
- Acabado superficial: Los láseres de CO2 suelen producir una mejor calidad de los bordes en los lugares de trabajo de acero inoxidable y aluminio.
- Flexibilidad: Los láseres de CO2 ofrecen flexibilidad para una amplia gama de aplicaciones láser, incluidas las no metálicas.
- Tecnología conocida: Dado que la tecnología láser de CO2 existe desde hace más de 30 años, los resultados son totalmente predecibles, lo que proporciona un buen nivel de seguridad al usuario.
Desventajas del láser de CO2
- Gastos de funcionamiento: El coste del láser de CO2 de los espejos, fuelles y gas láser necesarios para mantener limpio y puro el sistema de entrega de la trayectoria del haz es 70% superior a la potencia consumida por los resonadores y sopladores de CO2.
- Mantenimiento: El sistema de entrega de la trayectoria del haz requiere mantenimiento. Esto es perjudicial para la fabricación y muy caro.
- Velocidad: Los láseres de CO2 no pueden competir con los de fibra óptica en materiales finos. Por ejemplo, la velocidad de corte recomendada para un CO2 de 4KW en acero dulce de 16 GA utilizando N2 como gas de corte es de solo 260 IPM, en comparación con las aproximadamente 1.417 IPM del láser de fibra del mismo equipamiento, una diferencia significativa.
Ventajas del láser de fibra óptica
- Coste de inversión: El precio de la tecnología láser de estado sólido está bajando a medida que se hace más popular. Se pueden comprar máquinas de corte por láser de fibra domésticas totalmente equipadas a partir de $300K.
- Mantenimiento: La ausencia de sistemas de entrega de la trayectoria del haz y su amplio uso de espejos, fuelles y láseres de fibra humedecidos con gas (especialmente los tipos de resonador de estado sólido) reduce en gran medida la cantidad de mantenimiento necesario y los costes asociados al mantenimiento.
- Velocidad: En la competición entre láseres de fibra y láseres de CO2 para materiales finos, simplemente no hay comparación. Las fibras son entre dos y tres veces más rápidas que los materiales de calibre.
- Costes de funcionamiento: Los láseres de fibra consumen aproximadamente 1/3 de energía que sus homólogos de CO2 debido a los menores requisitos de potencia y refrigeración de los resonadores. Esto, junto con un corte más rápido y un menor mantenimiento, hace que los láseres de fibra sean muy rentables.
Desventajas de los láseres de fibra óptica
- Tratamiento de materiales gruesos: La ventaja de los láseres de CO2 para el tratamiento de superficies es su capacidad para tratar materiales más gruesos, como el acero inoxidable y el aluminio. Aunque la tecnología láser de fibra puede ser un futuro lejano, el CO2 sigue siendo el líder del mercado en este campo.
- Flexibilidad general: El láser de CO2 es más flexible que otros láseres y puede cortar una mayor variedad de materiales, sobre todo no metálicos. Las tecnologías de fibra óptica pueden cortar latón y cobre directamente (los láseres de CO2 tenían grandes dificultades con estos materiales), pero su uso sigue siendo limitado, sobre todo para aplicaciones no metálicas.
- Tecnología/nivel de comodidad: Si hay sistemas láser de CO2 en sus instalaciones, es posible que inicialmente vea esta tecnología como el “diablo que conoce” y no como el “diablo que no conoce”.”
¿Qué materiales pueden cortar los láseres de CO2 y de fibra óptica?
Productos de grabado láser de CO2
Productos de grabado láser de fibra
La ventaja de los láseres de CO2 es que pueden trabajar con una amplia gama de materiales. Pueden utilizarse con materiales orgánicos (no metálicos). Los materiales orgánicos son cosas como madera, acrílico, plástico, caucho, cuero y cualquier cosa por el estilo. Los láseres de fibra se utilizan principalmente con metales.
Sin embargo, los láseres de CO2 no pueden utilizarse con diversos metales. Esto se debe a que algunos metales son por naturaleza altamente reflectantes. Por naturaleza reflectante, quiero decir que estos metales son capaces de reflejar (reflejar) la luz/láser. Es como apuntar una linterna a un espejo y la luz se reflejará en ti. Metales como el aluminio, el cobre, el oro, el latón y la plata son altamente reflectantes. Si la luz vuelve a reflejarse en una máquina láser, puede dañarla y reparar un láser de CO2 puede costar miles de dólares. Así que asegúrese de comprobar tres veces que la máquina láser que compra puede trabajar con el material que necesita sin causar ningún daño. Las máquinas láser de CO2 tienen un rayo láser que se refleja fácilmente en los metales altamente reflectantes. Los láseres de fibra tienen un rayo láser de frecuencia mucho más baja.
(De hecho, casi todos los metales son reflectantes por naturaleza. Sólo que algunos metales son más reflectantes que otros).
Las longitudes de onda más cortas de los láseres de fibra pueden funcionar bien con diversos metales, pero no con materiales orgánicos/no metálicos. Las máquinas de CO2 también pueden utilizarse en materiales orgánicos como madera y plástico. Un grabador láser de fibra puede provocar un incendio si se utiliza en madera. Si se utiliza en plástico, puede fundirlo.
Un láser de CO2 puede trabajar con metal siempre que tenga suficiente potencia (vatios). Se necesitan unos 25-150 vatios para grabar algo como el acero y unos 300 vatios para cortarlo. Los láseres de CO2 también necesitan utilizar oxígeno como portador para cortar estos metales. Tenga en cuenta que se necesita menos potencia (vatios) para grabar/marcar material que para cortarlo.
He enumerado algunos materiales que se pueden utilizar en combinación con láseres de fibra y CO2. Recomiendo encarecidamente que usted doble / triple comprobar en línea y con el negocio que usted está comprando de que la máquina láser que está comprando es compatible con el material que desea cortar.
Materiales con los que pueden trabajar las cortadoras láser de CO2.
- Madera
- Fibra acrílica
- Ladrillo
- Tejido
- Delrin
- Tela
- Piel
- Mármol
- Cartón mate
- Melamina
- Papel
- Película de poliéster
- Cartón prensado
- Goma
- Chapa de madera
- Fibra de vidrio
- Metal pintado
- Azulejos
- Plástico
- Corcho
- Corian
- Aluminio anodizado
Existen láseres de fibra de material.
- Aluminio
- Tungsteno
- Carburo
- Cerámica no semiconductora
- Aleaciones de cromo
- Metal pintado
- Fibra de vidrio
- Fibras de carbono
- Níquel
- Plástico
- Polímeros
- Goma
- Plata
- Oro
- Acero inoxidable
¿Cuáles son los costes de adquisición y explotación?
Al comprar una máquina láser, debe conocer el coste total de propiedad para saber si está haciendo una buena inversión. Por coste total de propiedad se entiende el coste de la máquina láser cuando la compra y el coste de funcionamiento y mantenimiento/reparación a lo largo del tiempo.
En la actualidad, el coste inicial de un láser de fibra es superior al de un láser de CO2. Los láseres de fibra de gama alta suelen costar a partir de $40.000. Las máquinas de CO2 de gama alta suelen costar a partir de $10.000. En general, es probable que los láseres de fibra cuesten más que las máquinas de CO2 con las mismas estadísticas y características (por ejemplo, potencia (vatios), tamaño, velocidad, etc.).
El coste inicial de una máquina láser es sólo una parte de la ecuación. Es importante tener en cuenta también los costes de mantenimiento, funcionamiento y reparación de las máquinas láser. Algunas personas cometen el error de fijarse en el precio inicial de la máquina láser y olvidarse de calcular los costes de funcionamiento. Hay que mantener y reparar las máquinas láser a lo largo del tiempo. No cometa este error, especialmente si va a utilizar la máquina láser con regularidad.
Calcular el coste total de propiedad
Normalmente, el coste total de un láser de CO2 es superior al de un láser de fibra con el paso del tiempo. Estos son algunos aspectos a tener en cuenta al calcular el coste total de un láser.
- Consumibles: Los láseres de CO2 necesitan un gas (como oxígeno o nitrógeno) para funcionar, mientras que los láseres de fibra no. (Los láseres de fibra pueden utilizar gas para mejorar la calidad del corte).
- Consumo de energía: Los cortadores láser de fibra consumen aproximadamente tres veces más energía que los láseres de CO2. Esto significa básicamente que el láser de fibra utiliza 3 veces menos energía para cortar lo mismo.
- Mantenimiento/limpieza de piezas: Los láseres de CO2 tienen piezas como espejos, turbinas y depósitos de agua que deben limpiarse y repararse. De lo contrario, pueden averiarse y costarle dinero en reparaciones. Por lo tanto, asegúrese de prestar atención a las necesidades de su máquina láser. Puede ahorrarle mucho dinero a largo plazo.
- Reparación: Las piezas de láser de CO2 tienen más probabilidades de fallar que las de láser de fibra. Se calcula que una máquina láser de fibra tarda entre 50.000 y 100.000 horas en fallar, mientras que las de CO2 tardan unas 20.000 horas. Las cortadoras láser de fibra son lo que se denomina máquinas de estado sólido (casi todas de una sola pieza). Esto significa que no tienen piezas móviles. Por lo tanto, la probabilidad de que se produzcan fallos o de que no funcionen es mucho menor.
- Vida útil: Todas las máquinas acaban averiándose ...... En general, las máquinas láser de CO2 de gama alta duran entre 10 y 15 años. Las fibras pueden durar el doble o incluso el triple.
Recuerde tener en cuenta estos puntos cuando intente calcular el coste del tipo de máquina láser que va a elegir. Si no corta materiales a menudo y necesita cortar materiales no metálicos como madera o acrílico, entonces una máquina de CO2 sería su mejor opción. Si necesita cortar mucho metal, especialmente metal delgado, entonces un láser de fibra puede ser la mejor opción para usted.
Otra cosa a recordar que trabajará en su máquina láser. Es el tiempo. Ya sabe lo que dicen, el tiempo es dinero. La rapidez con la que funcione su máquina láser puede suponer una gran diferencia en el valor de su inversión.
Velocidad de corte - ¿Cuál es la velocidad de corte de su láser?
Calidad de corte - ¿Cómo de suaves quiere que sean sus bordes?
Una de las ventajas de los láseres de CO2 para corte es que la calidad de sus bordes de corte (afilado/borde más fino) es constante en todo el rango de grosor del material. Esto significa que no tiene que preocuparse por el mal aspecto de sus bordes al cortar material fino o grueso. El láser de fibra se vuelve menos eficiente a la hora de realizar cortes consistentes a medida que el material se vuelve más grueso.
Tenga en cuenta que los grabadores láser de fibra están mejorando con el paso del tiempo. Hoy en día, la calidad de los cortes en grosor no es tan mala como lo era en los primeros días de los láseres de fibra. Si realmente quiere entrar en el mundo de los cortadores láser de fibra pero le preocupa la calidad de los cortes, debería pedir a la empresa a la que compre que le enseñe una demostración. En Morphy, eso es lo que hacemos. A cualquier cliente local, le dejamos entrar para que podamos cortar las muestras que pueda necesitar. Nuestros clientes pueden estar seguros de que sus máquinas cortarán el producto que necesitan.
Puntos a tener en cuenta al comprar una máquina láser de CO2 VS fibra.
- Según los datos que he encontrado en Internet, el precio medio de una cortadora láser de 4kW cuesta $12,73/hora de láser de CO2 al día. El precio medio de una cortadora láser de fibra de 4kW es de $6,24/hora.
- Los principales usos de las máquinas láser de fibra son el corte de metales finos (0-5 mm) y el marcado, grabado, recocido, mordentado e incluso soldadura de metales.
- Los láseres de CO2 pueden cortar, marcar y grabar una amplia gama de materiales no metálicos, como plásticos, textiles y piedras.
- Las máquinas láser de fibra ocupan menos espacio que las máquinas láser de CO2. Las máquinas láser de CO2 requieren depósitos de gas, bombas y tuberías. En cambio, las máquinas de fibra óptica son mucho más compactas.