¿Cuáles son las diferencias entre el corte por plasma y el corte por láser?
Los procesos de corte por plasma y corte por láser son dos de los procesos de corte térmico más comunes utilizados en la fabricación y manufactura. Ambos utilizan temperaturas increíblemente altas para fundir y cortar metal, pero emplean métodos diferentes para generar ese calor. Comprender las diferencias entre estos dos procesos puede ayudar a determinar cuál es más adecuado para una aplicación particular.
Cómo funciona el corte por plasma
El servicio de corte por plasma utiliza un gas comprimido, generalmente aire comprimido, para crear un arco de plasma de muy alta temperatura que funde y corta el metal. Dentro del soplete de plasma, se genera una chispa que ioniza el gas comprimido convirtiéndolo en plasma. Este plasma sale del soplete a velocidades muy altas, hasta la velocidad del sonido, y a temperaturas extremadamente altas, alrededor de 20,000°F o más.
El arco de plasma es constreñido y enfocado por un pequeño orificio en la boquilla del soplete de plasma. Cuando el chorro de plasma sobrecalentado entra en contacto con la pieza de trabajo, funde el metal hasta un estado líquido que luego es arrastrado por la fuerza del chorro de plasma. El soplete de plasma se mueve a lo largo de la trayectoria de corte manualmente o mediante una máquina CNC, dejando un corte estrecho a través del espesor total del metal.
El corte por plasma puede cortar cualquier metal conductor de electricidad, incluyendo acero, acero inoxidable, aluminio, latón, etc. Es un proceso efectivo para cortar metal desde un espesor de aproximadamente 1/8" hasta 6" o más. Las capacidades de espesor dependen del nivel de potencia del sistema de plasma y de la fuerza del arco. Los sistemas de plasma más potentes con amperajes más altos pueden cortar material más grueso.
Ventajas del corte por plasma
Puede lograr velocidades de corte rápidas, más de 100 pulgadas por minuto, en metales más delgados, lo que significa alta productividad.
El ancho estrecho del corte, alrededor de 1/16" a 1/8", minimiza la cantidad de material desperdiciado.
Produce bordes de corte limpios y cuadrados con un acabado superficial suave. Se requiere un acabado secundario mínimo.
Los sistemas de plasma son relativamente compactos y portátiles en comparación con otras herramientas de corte industrial.
Puede realizar cortes biselados en varios ángulos inclinando el soplete de plasma.
Desventajas del corte por plasma
Se deben ajustar correctamente más variables de configuración y procesamiento (amperaje, presión del gas, altura del soplete).
Se requiere más habilidad del operador para producir cortes limpios en comparación con otros métodos.
El arco de plasma genera muchos humos y vapores que deben ventilarse adecuadamente.
Genera mucho ruido, con un promedio de 85-100 decibelios. Se debe usar protección auditiva.
El costo del gas comprimido y otras piezas consumibles hace que la operación sea más costosa con el tiempo.
El corte por plasma es un proceso de corte térmico versátil y de alta velocidad adecuado para la mayoría de los metales. Produce cortes limpios y precisos cuando se configura correctamente.
Cómo funciona el corte por láser
El proceso de corte por láser utiliza un potente haz de láser enfocado para fundir y vaporizar el metal en un corte. La energía luminosa se amplifica y emite dentro del resonador láser a través de la óptica láser como un haz láser coherente y monocromático.
El haz de láser enfocado calienta la pieza de trabajo de metal hasta su punto de fusión, alrededor de 3000°F para el acero. Un gas auxiliar a alta presión, generalmente oxígeno comprimido, se sopla a través de la boquilla láser al mismo tiempo. El gas auxiliar reacciona con el metal fundido para quemar rápidamente y arrastrar el material en forma de vapor y pequeñas partículas, dejando una línea de corte estrecha.
Al igual que el corte por plasma, el conjunto de la cabeza de corte láser se mueve a lo largo de la trayectoria de corte mediante un sistema de control de movimiento CNC o mediante operación manual. Crea un corte preciso y de borde limpio a través del espesor total del metal.
El corte por láser es exacto, con anchos de corte posibles tan pequeños como 0.005". La calidad del corte es excelente, produciendo bordes limpios y suaves que típicamente no requieren acabado secundario.
Ventajas del corte por láser
Precisión excepcional y calidad de corte con un ancho de corte estrecho. Las líneas y contornos de corte pueden tener una tolerancia dentro de +/- 0.005".
No hay contacto de la herramienta con el metal, lo que significa que no hay desgaste, rotura o arrastre durante el corte.
Zona afectada por el calor mínima o distorsión, ya que se calienta una zona de material muy pequeña.
Puede cortar metales altamente reflectantes o aleados como aluminio, cobre y latón que son difíciles con plasma.
Los láseres de fibra son muy eficientes energéticamente, convirtiendo hasta el 35% de la potencia de entrada en potencia del haz.
Tiene costos de operación y mantenimiento más bajos que otras herramientas de corte industrial.
Limitaciones del corte por láser
Costos de equipo más altos, a menudo 4-5 veces más que los cortadores de plasma equivalentes.
La capacidad de corte es menor, generalmente inferior a 1" para la mayoría de las aplicaciones prácticas.
No es práctico para materiales de barrera térmica como madera, plástico y espuma. La energía láser pasa a través sin cortar.
El consumo de gas auxiliar añade costos operativos. A menudo se utiliza nitrógeno en lugar de oxígeno como gas auxiliar para reducir costos.
Se requieren sistemas de extracción y filtración de humos para gestionar el humo/vapores.
El corte por láser logra una precisión y calidad inigualables en metales de calibre más delgado como acero inoxidable, aluminio y acero dulce. Es el proceso de corte térmico preferido para muchas aplicaciones de fabricación.
Comparación del Corte por Plasma y Láser
Velocidad de Corte
En metales más delgados de menos de 1/4" de espesor, el plasma puede cortar mucho más rápido, más de 100 IPM, mientras que los láseres generalmente se limitan a menos de 50 IPM. En metales más gruesos, la velocidad de corte se iguala entre los dos procesos.
Precisión y Calidad del Corte El haz láser permite un corte preciso con un corte mínimo, hasta 0.005" en algunos casos. El plasma tiene un corte más ancho y más variación en la precisión.
Capacidades de Espesor El plasma tiene la ventaja de cortar material más grueso, capaz de cortar 6" y más. Los láseres alcanzan un máximo de alrededor de 1" para aplicaciones prácticas de corte.
Tipos de Metales
El láser maneja mejor metales brillantes y altamente conductores como el aluminio que el plasma. El plasma se puede utilizar en más tipos de metales, incluidos materiales pintados/recubiertos.
Costos Operativos Los láseres tienen costos de equipo más altos pero una operación y mantenimiento muy económicos con el tiempo. Los plasmas son más asequibles inicialmente, pero los costos continuos de gas y piezas los hacen más caros a largo plazo.
Ancho de Corte y Zona Afectada por el Calor
El corte estrecho del láser y la pequeña zona afectada por el calor producen menos material desperdiciado y deformación. El corte por plasma tiene un corte más amplio y efectos térmicos más pronunciados.
Acabado Superficial del Corte
El corte por láser deja un acabado superficial más suave que típicamente no necesita acabado o limpieza adicional posterior. El plasma requiere más trabajo posterior al corte, como rectificado, lijado o fresado.
Precisión Los láseres ofrecen tolerancias de corte exactas de hasta 0.005" sin arrastre o desviación de la trayectoria. El plasma tiene cierta variación inherente del corte y tolerancias de aproximadamente +/- 0.020".
Entornos de Producción Los láseres producen casi ninguna contaminación acústica y humos mínimos. El plasma genera niveles de ruido altos y ozono que deben controlarse.
Automatización
Tanto el plasma como los láseres se automatizan fácilmente con controles CNC. Los láseres de bajo mantenimiento pueden tener una ventaja para el corte sin supervisión.
Opciones de Perfil de Corte El plasma ofrece buenas capacidades de corte biselado y compuesto que los láseres no pueden igualar. Pero los láseres pueden manejar trayectorias de corte mucho más complejas e intrincadas.
Resumen
El corte por plasma y el corte por láser tienen cada uno ventajas que los hacen adecuados para diferentes situaciones:
El plasma es preferible para metales más gruesos de más de 1" y situaciones donde la precisión es menos crítica. Las altas velocidades de corte y los costos más bajos son ventajosos para muchas aplicaciones generales de fabricación.
El láser sobresale en el corte preciso y de borde limpio de material de calibre más delgado. La precisión inigualable y la calidad de corte suave explican la ubicuidad de los láseres en las industrias manufactureras.
Para cortar acero dulce de menos de 1/4" de espesor, se puede aplicar efectivamente plasma o láser con buenos resultados.
Cómo Seleccionar el Proceso de Corte
Al seleccionar entre plasma o láser, las consideraciones incluyen el espesor del material, la precisión requerida, los volúmenes de producción, las necesidades de calidad de corte, los presupuestos operativos y los tipos de aleaciones metálicas a cortar. Consultar con un ingeniero de corte de chapa metálica de Neway es invaluable para elegir el mejor proceso para una aplicación determinada.
Muchos talleres de fabricación combinan sistemas de corte por plasma y láser para aprovechar las fortalezas únicas de cada uno. El plasma maneja las tareas de corte de acero más grueso, mientras que el láser se encarga de todo lo que requiere alta precisión, contornos intrincados o corte de acero inoxidable y aluminio. Este enfoque híbrido proporciona las capacidades de fabricación de metal más flexibles y rentables.
