A la hora de trabajar con diversos materiales y puntualmente querer procesar tanto materiales blandos como metales se nos presenta la dificultad de la elección del equipo adecuado.
Aquel que nos brinde practicidad y versatilidad a un costo operativo razonable pudiendo evitar así vernos forzados a adquirir un pantógrafo de corte por CO2 y un pantógrafo de fibra de alta potencia exclusivo para metales.
Antes de adentrarnos en los equipos en si es importante conocer la diferencia entre los tipos de laser usados para materiales blandos (tela, madera, acrílico, bicapa, etc.) y los utilizados para metales.
Distintos tipos de láser poseen diferentes longitudes de onda(λ), éstas determinan la interacción entre el láser con el material y por ende si es o no apto para trabajarlo de forma eficiente.
Los láseres de CO2 trabajan en una longitud de onda de λ10600nm y reaccionan muy bien con materiales como la madera, plásticos y telas, pero no así con los metales. Apenas un 5% de la energía se transmite al metal como calor mientras que el resto se refleja y dispersa en el aire, como cortar madera con una cuchara!
En contraste, un láser de fibra que opera a λ1064nm, convierte más de un 35% de la energía en calor sobre el acero y suelen ofrecerse en potencias muchísimo mayores y con una vida útil considerablemente mas larga (sobre todo considerando que una la fibra puede operar cómodamente al 70% de su potencia sin perder capacidad de corte mientras que con el CO2 lo estaríamos exigiendo constantemente al 100%)
Ejemplo de absorción de diferentes λ según material.
Los Equipos:
CO2 conocidos como de "Corte Mixto"
Usualmente de 300w (y hasta 600w) usualmente se publicitan como capaces de cortar los materiales típicos de un pantógrafo regular y de adicionalmente poder trabajar sobre aceros finos (generalmente menores a 1mm).
Para poder hacer esto utilizan varias estrategias.
Foco dinámico:
Para asegurarse de que el foco sea el ideal en todo momento, estos equipos, cuentan con un sensor inductivo integrado en la boquilla de corte que le permite ir ajustando la altura de la misma para poder copiar las ondulaciones o desniveles que el metal pueda tener.
Gas potenciador:
Para incrementar la temperatura en el punto de corte, estos equipos, utilizan un suministro de oxígeno a alta presión lo que suma a los gastos y la dificultad de trabajar con los mismos.
Tubo láser:
Como en el mercado no existen tubos que de por si puedan generar estas potencias estos equipos utilizan multiples tubos colimados a un mismo haz de salida. Esto presenta varias dificultades a la hora de operarlos y alinearlos.
Un láser no es una manguera de agua. Es una onda electromagnética coherente.
Al combinar dos haces en uno solo, las ondas se superponen.
Esa superposición puede dar dos resultados:
El problema con esto es que cada tubo CO₂
oscila libremente, no hay sincronización de fase entre tubos independientes y éstas
varían constantemente en el tiempo. Esto da como resultado que la potencia total de la combinación varíe con el tiempo, pudiendo dar como resultado el doble de potencia, la mitad de la potencia o nada de la potencia según el corrimiento de fases, todo durante un mismo trabajo, generando zonas donde el equipo no consigue cortar adecuadamente el material.
Un dato a considerar, no menor, es que al tener un haz combinado de mas de 150w el equipo necesita espejos y lentes especiales de alta potencia cuyo costo es exponencialmente mayor a los estándar y su disponibilidad considerablemente menor.
Híbrida CO2/Fibra 3-1
Este tipo de equipo se compone por dos máquinas separadas que se fusionan para aprovechar las fortalezas de cada uno y aprovechar el bajo costo individual al no requerir componentes no estándar.
Por un lado podremos apreciar un equipo de fibra de alta potencia 3 en 1, este en su compacto formato contiene un generador de fibra de 1500w (λ 1064nm), un chiller industrial interno y un sistema de control independiente. Este equipo por si solo nos permite trabajar independiente y directamente sobre metales, cortando a mano alzada, soldando con aporte automático de material y limpieza ó remoción de óxido y pinturas.
Por otro lado tendremos un pantógrafo de CO2 estándar, pudiendo elegirlo del área y la potencia que mas se adecúen a los trabajos sobre materiales blandos que nuestro proceso demande, evitándonos gastar innecesariamente en óptica especial, gases de asistencia y conjuntos de tubos/fuentes de potencias excesivas.
Nuestro desarrollo consiste en la fusión de la funcionalidad de estos dos equipos reteniendo las capacidades individuales y la posibilidad de utilizarlas por separado de así requerirse.
Con nuestra híbrida, utilizando el mismo programa con el que programamos el pantógrafo, podemos seleccionar si deseamos utilizar el tubo de CO2 o la fibra 3en1 durante un trabajo. Esto nos permite trabajar dentro del área del mismo materiales como MDF o acrílico en un momento y acero en otro sin mayores consideraciones, pudiendo procesar placas tan gruesas como 6.35mm (1/4") a velocidades de hasta 10mm/s o placas finas hasta 50mm/s.
Esto se debe a la excelente eficiencia que presenta un laser de fibra para trabajar sobre metales donde alrededor de un 35% de los 1500w se convierten directamente en calor sobre el material(~525w) mientras que en un equipo de CO2 para corte mixto sería apenas un 5% de, en el mejor de los casos, 300w (~15w).
El montaje de la fibra sobre el pantógrafo toma menos de 5 minutos y puede dejarse conectado sea cual sea el uso que se le esté dando en cada momento, su única falencia siendo la falta de un sistema de foco dinámico. Esta situación en compensada mediante el uso de un lente de distancia focal extra larga dentro del cabezal de fibra lo que nos garantiza una franja de variación de altura en la que el láser permanece lo suficientemente concentrado para compensar pequeñas variaciones de altura (~4/5mm).
Ya que el láser en si funde pero no desplaza el metal solo se requiere conexión a una fuente de aire comprimido que puede originarse en un compresor estándar de 8bar o, si así se desea, mediante la conexión de un tubo de nitrógeno siendo este ultimo un opcional para dejar los cortes perfectamente limpios.
Pros y contras
Pros
Uso de cada tipo de láser en el material para el que es realmente eficiente
Mucha mayor eficiencia energética en metales (≈35 % vs ≈5 %)
Eliminación de tubos múltiples, problemas de fase y alineaciones críticas
Menor costo en óptica, mantenimiento y consumibles
Alta versatilidad operativa dentro de un mismo equipo y software
Posibilidad de usar ambos sistemas de forma independiente
Costo operativo mucho menor, se ahorra energía y mucho en gases auxiliares
Contras
En conclusión
La elección de un sistema láser verdaderamente versátil no pasa por forzar un solo equipo a hacer todo, sino por usar cada tecnología donde realmente es eficiente.
El láser CO₂, con su longitud de onda de 10 600 nm, es excelente para materiales blandos, pero intrínsecamente ineficiente en metales, donde apenas un ~5 % de la energía logra convertirse en calor útil. Intentar compensar esta limitación mediante más potencia, tubos combinados, gases reactivos y óptica especial introduce complejidad, inestabilidad y costos elevados, sin resolver el problema físico de fondo: la baja absorción y la falta de coherencia de fase entre tubos.
El láser de fibra, en cambio, opera en una longitud de onda (1064 nm) que acopla mucho mejor con los metales, logrando más del 35 % de conversión directa en calor, con mayor estabilidad, vida útil y margen operativo. Esto lo convierte en la herramienta correcta para el trabajo sobre acero y otros metales, sin artificios ni sobre exigencias.
La solución híbrida CO₂/Fibra 3-en-1 combina ambas realidades de forma lógica:
mantiene un pantógrafo CO₂ estándar optimizado para materiales blandos y suma un sistema de fibra de alta potencia para metales, sin recurrir a óptica especial, tubos múltiples ni consumos innecesarios. El resultado es un sistema flexible, eficiente y económicamente racional, capaz de procesar distintos materiales dentro del mismo entorno de trabajo y con el mismo flujo de programación.
En definitiva, no se trata de un láser “todo en uno”, sino de una integración inteligente de tecnologías, cada una trabajando en el rango donde físicamente tiene sentido.
.png)
