CORTE CON LASER

¿Qué significa LASER? Luz amplificada por emisión de radiación estimulada Light Amplification (by) Does anyone know the acronym? Stimulated Emission (of) Radiation

Proceso de Corte con Láser Sistema de Entrega del Rayo Resonador Laser Block Diagram – Describe each area. Resonator - Beam is developed here. Beam Delivery – An enclosed series of mirrors which the beam travels through (copper or Silicon) Cutting Head – Beam is focused and cutting gas enters. Cabezal y proceso de corte

Tipos de Láseres Industriales Láser de Gas: CO2 Dióxido de Carbono con Helio y Nitrógeno Longitud de Onda: 10.6um Potencia: Hasta 7,000 Watts Transmisión del Rayo con espejos Láser de Estado Sólido: Nd:YAG ó YAG Neodimio en un cristal granate de aluminio itrio Longitud de onda: 1.06um Potencia: Hasta 4,000 Watts Transmisión del rayo con cable de fibra óptica Two major categories of industrial lasers (yag and Co2). Co2 is used primarily in cutting, yag is primarily in welding, however, there are exceptions to this. We are focused on Co2

Tipos de Luz Muchas frecuencias diferentes de luz Incandecente Difference between “regular light” and “laser light” Una frecuencia de luz En fase y en la misma dirección Rayo Láser

Luz Incandecente vs. Luz Láser Bulbo de 100 Watts 0.08 Watts/cm2 Putting values to focused light (standard v. laser) Láser de 100 Watts 550,000 Watts/cm2

Gases del Resonador Resonador

Niveles de Pureza de los Gases del Resonador Helio (He) – 99.996 Vol-% Consumo: 20 l/h Presión de entrada: <100 psi Dióxido de Carbono (CO2) – 99.995 Vol-% Consumo: 1.5 l/h Nitrógeno (N2) – 99.999 Vol-% Consumo: 8.5 l/h Must be Ultra High Purity! Can be all in one cylinder (pre-mix), or three separate cylinders which are mixed in the machine. Take away, UHP, low pressure, low volume.

Desarrollo del Rayo – Paso 1 La turbina circula el gas a través del resonador láser e intercambiadores de calor. Los intercambiadores de calor enfrían el gas para mantener la eficiencia y potencia de salida. Laser 101+

Paso 2 CD de Alto Voltaje se aplica al gas, causando resplandor y se crea una descarga de plasma. Laser 101+

Paso 3 La energía de CD ó RF excita las moléculas de CO2 a un estado de energía más alto, estimulandolas para emitir fotones ó unidades de energía de luz. Laser 101+

Paso 4 Los fotones pasan atrás y hacia adelante, según se reflejan en los espejos al final del resonador, al mismo tiempo que estimulan a más fotones para que sean emitidos. Un porcentaje de los fotones emitidos pasa a través de un óptico parcialmente transmisivo llamado “output coupler”. Laser 101+

Proporciones de Gases del Resonador 5% 40% Representative gas mix ratio. 55%

Gases de Asistencia de Corte Cutting Head – Where most consumables are located.

Cabezal de Corte con Láser Lente de enfoque Point out the Assist Gas Ports, and note that they are located “downstream” of the lens. Puertos de Gas de Asistencia Boquilla

Gases de Asistencia de Corte Pieza de Trabajo Gas de Asistencia Presión de Gas Flujo de Gas SCFH Pureza1 Acero al Carbón Oxígeno < 100 psi 50-400 99.95% Acero Inoxidable Aluminio No-metálico Nitrógeno Hasta 500+ psi Se incrementa con el espesor del material 300-3,500 99.995% Titanio Argon Hasta 400 psi Se incrementa con el espesor del material 300-1500 Cutting with N2 requires special high pressure, high flow delivery system 1Especificaciones típicas, consulte al fabricante

Oxígeno como Gas de Asistencia Proceso de Combustión El Láser y oxígeno se combinan para crear una reacción exotérmica Similar a cualquier proceso de corte asistido por oxígeno Requerimientos de Gas Pureza >99.5% (Grado Industrial Estándar) Presión hasta 150 psi Se usa principalmente para acero al carbón Oxygen interacts with the beam to assist cutting mild steel

Oxígeno, Corte con Láser Pros Proceso efectivo en Costo Capacidad para cortar material más grueso con menores niveles de potencia láser Contras El corte con oxígeno deja una capa de óxido en el borde cortado que podría requerir ser removida antes de aplicar pintura, recubrimiento en polvo ó soldadura. El corte con oxígeno es un proceso de velocidad limitada porque el oxígeno requiere de tiempo para quemar el material. El agregar más potencia láser, no necesariamente significa un corte más rápido.

Nitrógeno, como Gas de Asistencia Proceso Mecánico El láser es la única fuente de calor El Nitrógeno remueve el material derretido de la zona de corte Requerimientos del Gas Pureza >99.97% (Grado Industrial Estándar) Presión hasta 500+ psi tasas de flujo de hasta 3500 scfh Nota: Se puede utilizar en piezas de Acero al Carbón que se van a pintar ó soldar Nitrogen is not reacting with the beam, only removing slag. Also reduces the heat effected zone

Nitrógeno, Corte con Láser Pros Deja el borde cortado sin óxido, adecuado para la mayoría de aplicaciones en la industria médica ó de alimentos No sufre de las mismas limitaciones de velocidad que el Oxígeno Contras Menores velocidades de procesamiento que el O2 al mismo nivel de potencia Requiere de mayor presión y mayor volumen US$5 a US$15/Hora más caro (debido al volumen de N2)

Aire como Gas de Asistencia Composición Aproximada de 80% N2 y 20% O2 Pros El suminitro de aire de un compresor es de menor costo No sufre de las mismas limitaciones de velocidad que el corte con oxígeno puro Contras Deja una capa de óxido y una rebaba pequeña en el borde cortado Requiere de más potencia y mantenimiento que los sistemas estándares Limitado a espesores de 0.060-0.080” en la mayoría de materiales