Los láseres industriales se han ido implantando en numerosos sectores, donde siguen sustituyendo a las herramientas y métodos de fabricación tradicionales al ofrecer un mayor rendimiento, flexibilidad y precisión.
Para muchos fabricantes, los láseres se han convertido en un elemento fundamental para aplicaciones como el corte, la soldadura y el marcado. Sin embargo, algunos fabricantes también han comenzado a aprovechar los láseres para aplicaciones de taladrado exigentes. La industria aeroespacial, por ejemplo, reconoció hace años las ventajas del taladrado por láser para crear orificios de precisión en los componentes de los motores con el fin de facilitar la refrigeración, mejorar la eficiencia del combustible y reducir la resistencia aerodinámica.
Los continuos avances en la tecnología de perforación por láser también han brindado nuevas oportunidades al sector de la fabricación de filtros. En este artículo se abordarán los fundamentos de la perforación por láser y las ventajas que ofrece a los fabricantes de filtros y tamices industriales.
¿Qué es la perforación láser?
La perforación por láser es un método de de perforación que utiliza un haz de luz altamente concentrado para perforar o perforar agujeros. El taladrado por láser comparte muchas similitudes con el corte por láser, ya que ambos tienen como objetivo lograr la penetración completa del material de destino. Sin embargo, la perforación con láser suele suele utiliza para crear pequeños orificios que rela en movimientos de corte lateral mínimos o nulos..
Diseño y requisitos de los filtros
Los filtros desempeñan un papel fundamental en sectores como el procesamiento de alimentos, el reciclaje industrial, el tratamiento de aguas y la filtración de aire, donde se utilizan para separar una amplia variedad de materiales. Los requisitos exactos de un filtro dependen del tamaño de las partículas que se van a filtrar.
Por ejemplo, las operaciones de reciclaje de plástico a escala industrial suelen recurrir a filtros que permiten que el plástico fundido a baja temperatura fluya a través de orificios de tamaño variable, al tiempo que retienen los sólidos en la entrada de los orificios. En este caso, la forma y el tamaño de los orificios son fundamentales para facilitar un flujo más fluido del plástico y reducir la acumulación de residuos.
Ejemplo de un filtro de alta densidad perforado con láser utilizado para el reciclaje de plástico. Diámetro del filtro: 600 mm. Grosor: 1 mm. Material: acero inoxidable 316L. Número de orificios: 2 000 000. Velocidad de perforación: 100 orificios por segundo. Equipo: sistema de perforación láser para chapas planas LaserCube Driller.
Agujero distribución también influyeun un papel importante en el rendimiento del filtro. Si bien el tamaño de los orificios viene determinado por lo que se debe filtrar, la velocidad de filtrado puede aumentarse incrementando el número de orificios. Al mismo tiempo, el filtro debe ser capaz de soportar las contrapresiones de filtrado. Aunque el tamaño de los filtros individuales varía mucho según la aplicación y el sector, los filtros suelen requerir milesmiles o incluso millones de orificios.
Ventajas del taladrado por láser en la fabricación de filtros
Rentabilidad
Una vez adquirido el equipo, la perforación por láser es un método de fabricación de filtros que requiere poco mantenimiento y es energéticamente eficiente. Los usuarios finales de filtros, que a menudo compran recambios caros a los proveedores, a veces optan por fabricar sus propios recambios.
En el caso de las empresas de mayor envergadura, especialmente las dedicadas al reciclaje de plástico, el ahorro que supone internalizar la fabricación de filtros puede superar el coste inicial de los equipos de perforación por láser en cuestión de meses.
Velocidad
Aunque los sistemas de perforación láser perforan un solo orificio cada vez, la perforación en movimiento puede utilizarse para crear decenas, cientos o miles de orificios por segundo, dependiendo del grosor del material de trabajo.
Tamaño del orificio
Los filtros suelen requerir orificios excepcionalmente pequeños, con diámetros de tan solo 60 micras. Las herramientas de contacto, como los taladros y los punzones, no son adecuadas para crear grandes volúmenes de orificios ultrapequeños a gran escala. La mejor forma de conseguir estos tamaños es mediante el taladrado por láser o el mecanizado por haz de electrones. Sin embargo, las máquinas de haz de electrones son caras y los requisitos de vacío suelen limitar el tamaño total del filtro.
Distancia entre hoyos
El término «alta densidad» se refiere a la distribución relativa de los orificios del filtro, o paso, medida de centro a centro entre un orificio y otro. Aunque resulta difícil cuantificar qué se entiende por una densidad de orificios «alta», los filtros de alta densidad suelen diseñarse con pasos que son de 2 a 5 veces el diámetro de los orificios. Esto es difícil de conseguir con métodos que no sean láser.
Forma y conicidad del orificio
Muchos filtros se benefician de orificios cónicos que se estrechan desde un orificio más pequeño en el lado de «entrada» hasta uno más grande en el lado de «salida». Los parámetros del láser se pueden ajustar fácilmente para producir orificios en el filtro con el estrechamiento deseado.
Precisión y exactitud
El procesamiento por láser es extremadamente preciso y exacto, y la perforación por láser no es una excepción. La perforación por láser permite obtener orificios de forma y tamaño muy uniformes, al tiempo que garantiza una gran precisión en su ubicación. Al tratarse de un proceso sin contacto, la perforación por láser no sufre desgaste de las herramientas y, por lo tanto, prácticamente no se degrada con el paso del tiempo.
Forma del orificio
La perforación por láser permite crear orificios de prácticamente cualquier forma, aunque los filtros suelen diseñarse con orificios circulares, hexagonales o cuadrados.
Introducción al taladrado por láser para la fabricación de filtros
Si está pensando en utilizar la perforación por láser para la fabricación de filtros, rejillas, tamices u otras aplicaciones de perforación, IPG puede ayudarle. Empezar es muy fácil: envíenos una muestra, visite uno de nuestros laboratorios de aplicaciones repartidos por todo el mundo o simplemente cuéntenos en qué consiste su aplicación.
