No Compres un Láser sin saber esto antes

¿Estás buscando el láser perfecto para tus Proyectos?
¿No sabes qué características tienes que tener en cuenta?

¡No busques más! Te presento esta guía para que sepas que características técnicas tienes que comparar: potencia óptica, longitud de onda (λ) y lentes FAC entre otras. Esta guía te dará una visión completa de cada unos de los parámetros a estudiar para que puedas tomar una decisión informada.

Para ello, te voy a presentar los siguientes puntos que vamos a estudiar en detalle más adelante. Seguramente controlas la mayoría de ellos, o puede que te estes iniciando en el mundillo y te suene todo a chino. Por ello, vamos a desarrollar cada uno de estos puntos de menor a mayor importancia:

1. Peso y dimensiones
2. Potencia de ENTRADA (P_IN) y ÓPTICA (P_OPT)
3. Longitud de Onda (λ)
4. Distancia focal
5. Lentes Fast Axis Colimating (FAC)
6. Tamaño del punto láser
7. Espesor de corte

Guía para elegir tu módulo de corte láser

¡Ahorra tiempo y toma la mejor decisión con esta guía que te he preparado! Ya sea porque necesites un láser para grabado o para corte. Te explico todo lo que necesites saber para elegir la mejor opción. ¡Echale un ojo a estos 7 Tips y haz que tus proyectos brillen!

1. Peso y dimensiones

Aunque pueda parecer insignificante, el peso y las dimensiones de un módulo láser son factores importantes a considerar. ¿Por qué? Porque afectan directamente a la precisión de nuestros proyectos. Cuando trabajamos con láseres pesados, las aceleraciones y frenadas de nuestra máquina son menos precisas debido a que deben frenar un objeto pesado a altas velocidades con una precisión de micras (generalmente con una precisión de 0,01 mm). Cuanto más pesado sea el módulo láser mayor será el error de posicionamiento, en consecuencia, peor será la precisión.

Para solucionar este problema, la máquina debe moverse por la cama de trabajo más lentamente, lo que ayuda a recuperar la precisión y reducir los errores. Sin embargo, esta solución impacta en el tiempo de trabajo, ya que se tardará mas en completar los proyectos. Por lo que te recomiendo que a igualdad de características técnicas, elijas el módulo láser más liviano.

2. Potencia de ENTRADA (P_IN) y ÓPTICA (P_OPT)

Cuando se trata de elegir un láser, es importante entender la diferencia entre la potencia de entrada (P_IN) y la potencia óptica (P_OPT). A menudo, los fabricantes indican la potencia del láser como la potencia de entrada, lo que puede resultar engañoso para el usuario. Esto puede llevar a pensar que se ha comprado un láser de altas prestaciones, cuando en realidad no es así. Es por eso que es fundamental saber distinguir entre estos dos conceptos y no dejarse llevar únicamente por la potencia de entrada indicada en las especificaciones del láser.

Potencia de entrada (P_IN): Cuando nos referimos a la potencia de entrada, estamos hablando de la cantidad de energía eléctrica necesaria para que el módulo láser funcione correctamente. Dicho de otra manera, es la corriente que permite alimentar al láser, a la electrónica asociada al láser y en algunos casos a los ventiladores que disipan el calor generado.
Potencia óptica (P_OPT): La potencia óptica se refiere a la cantidad de energía lumínica que el haz láser emite en un área determinada (tamaño del punto láser) y a una cierta distancia. En otras palabras, la potencia óptica es la medida de cuanta energía de luz emite un módulo láser. Es importante destacar que esta potencia óptica se mide en una longitud de onda específica (λ), que en la mayoría de los láseres de diodo se encuentra en el rango del ultravioleta, alrededor de los 450nm.

También es importante tener en cuenta el rendimiento del módulo láser (η). Pero, ¿qué es exactamente el rendimiento? Se trata de la eficiencia de convertir la corriente eléctrica en luz. Es decir, si el módulo láser consume 100 W de P_IN lo ideal es que obtengamos 100 W P_OPTICA. Aunque esto no es posible, porque existen pérdidas que se transforman en calor. Por esta razón, los módulos láser tienen disipadores de aluminio para disipar el calor y evitar que los diodos láser se quemen.

En este caso, el rendimiento es del 20%. Es decir, que de 40W de potencia eléctrica solo un 20% se transforma en luz. El 80% restante se pierde en forma de calor y corrientes residuales para algún elemento electrónico.

Módulos Láser de 10 W

Módulos Láser de 20 W

3. Longitud de Onda (λ)

La longitud de onda (λ) es una característica fundamental de los láseres que se usan para corte, ya que determina la capacidad del láser para interactuar con diferentes materiales. En general, los láseres de corte se clasifican según su longitud de onda en tres categorías principales: láseres de CO2, láseres de fibra y láseres de diodo.

Los láseres de CO2: utilizan una longitud de onda de alrededor de 10,6 μm (10.600 nm) y son ideales para cortar materiales no metálicos como madera, acrílico, cuero y plásticos. Esto se debe a que la energía del láser se absorbe mejor en estos materiales, lo que resulta en un corte más limpio y preciso.
Los láseres de fibra: utilizan una longitud de onda cercana a 1,06 μm (1.060 nm) y son excelentes para cortar materiales metálicos, especialmente aquellos que son más delgados, como láminas de acero, aluminio cobre o latón. Esto se debe a que la longitud de onda más corta del láser de fibra se absorbe mejor por los metales y genera menos calor en la zona de corte, lo que resulta en un corte más rápido y con menos deformaciones térmicas.
Los láseres de diodo: utilizan materiales semiconductores para emitir luz coherente, que dependiendo del tipo de semiconductor pueden operar en una amplia gama de longitudes de onda. Estos láseres tienen una longitud de onda en el rango visible (400 nm – 700 nm) e infrarrojo cercano (1.050nm). Al igual que que los láseres de CO2 son ideales para cortar materiales no metálicos como madera, acrílico, cuero y plásticos.

3.1 Láseres de diodo

La longitud de onda de los diodos láser varía dependiendo del material semiconductor utilizado en la construcción del diodo. En general, los diodos láser rojos tienen una longitud de onda de alrededor de 650 a 700 nanómetros (nm), los diodos láser verdes tienen una longitud de onda de alrededor de 532 nm y los diodos láser azules tienen una longitud de onda de alrededor de 405 nm.

Es importante destacar que los diodos láser tienen una longitud de onda mucho más corta que los láseres de CO2 y los láseres de fibra óptica. Esta longitud de onda más corta significa que la luz del diodo láser tiene una mayor energía por fotón y es más efectiva para excitar ciertos materiales. Por esta razón, los diodos láser se utilizan comúnmente en aplicaciones de grabado y corte en materiales como plásticos, madera y cuero.

Como muestra de ejemplo, podemos hablar de la marca Xtool, que hasta ahora es la única compañía que dispone en su catálogo de láseres de varias longitudes de onda, dispone de sus famosos Xtool D1 Pro en ultravioleta (455 nm) y en el infrarrojo cercano (1.064 nm). Siendo este último una novedad en el sector, de cara a grabar en metales preciosos y mejorar acabados en materiales plásticos.

XTool-Cabezal láser infrarrojo λ: 455 nm

XTool-Cabezal láser infrarrojo λ: 1.064 nm

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La λ es una característica importante a considerar al elegir un láser para corte, los láseres de CO2 y de fibra son los más comunes y adecuados para la mayoría de los trabajos de corte. Sin embargo, no son tan comunes en aplicaciones de corte debido a que su longitud de onda no es tan adecuada para interactuar con la mayoría de los materiales utilizados en el corte por láser.

4. Distancia Focal

La distancia focal es la distancia entre la lente del cabezal del láser y la superficie del material a cortar. La elección de la distancia focal adecuada es importante para garantizar un corte limpio y preciso. Dentro de todos los láser que existen en el mercado, nos podemos encontrar con dos grandes grupos: láser de lente o focal variable y láser de lente o focal fija.

Láser lente/focal fija

Láser lente/focal variable

Seleccionar un enfoque corto o largo es un factor crítico para el corte, con una buena configuración puedes sacar el máximo partido del láser, pudiendo cortar maderas de hasta 20 mm de espesor, grabar en INOX, o en materiales duros como la pizarra y cerámicas.

Para materiales delgados, se recomienda una distancia focal corta, mientras que para materiales más gruesos se recomienda una distancia focal más larga. Esto tiene que ver con el área de corte efectiva del láser, un enfoque largo supone mayor área efectiva de corte (haz más estrecho) y podremos cortar materiales con mayor espesor.

5. Lentes Fast Axis Colimating (FAC)

Las lentes Fast-Axis Collimator desde ahora FAC, son un componente esencial en los diodos láser utilizados en el corte y grabado láser. Estas lentes tienen la capacidad de enfocar y concentrar el haz láser en un punto específico, lo que permite una mayor precisión y eficiencia, en el corte y grabado de materiales.

Además de su capacidad para corregir la aberración cromática y mejorar la precisión del haz láser, las lentes FAC también tienen una mayor eficiencia en la transmisión de la energía láser. Esto se debe a que las lentes FAC están fabricadas con vidrios de alta calidad y tienen un recubrimiento especial en sus superficies para minimizar la pérdida de energía. Esto permite que el haz láser sea más potente y efectivo en el corte y grabado de materiales, lo que se traduce en una mayor productividad en la producción.

Ventajas de usar lentes FAC

1. Una de las principales ventajas de estas lentes es que son acromáticas, lo que significa que corrigen la aberración cromática del haz láser. Esto permite que el haz láser sea más preciso y consistente, lo que se traduce en un mejor rendimiento en el corte y grabado de materiales.
2. También tienen un ángulo de enfoque más estrecho (colimado), lo que permite una mayor precisión en el corte y grabado de materiales delgados y pequeños.
3. Tienen mayor durabilidad y resistencia a la abrasión.

6. Tamaño del punto láser

El tamaño del punto láser esta estrechamente relacionado con todos los puntos que hemos visto hasta ahora. Sabemos que si queremos aumentar la potencia de los láser debemos de introducir más diodos láser, pero en consecuencia, se produce una mayor dispersión de la luz por incluir más elementos ópticos como lentes y espejos, perdiendo parte de la potencia incrementada.

Para mejorar el comportamiento del haz, se utilizan lentes acromáticas (FAC) que mejoran el enfoque y estrechan el haz láser, lo que a su vez mejora la capacidad de corte. Pero, ¿ocurre así siempre? Pues no. Depende del número, calidad y arquitectura de las lentes FAC utilizadas por cada fabricante, lo que se traduce en diferentes tamaños de punto láser.

Ya hemos visto que cuanto menor sea el tamaño del punto láser mejor, la energía se concentra más y tenemos más potencia óptica en un punto reducido. Esto nos permite realizar cortes y grabados con mayor precisión, resolución y rapidez, además de ampliar el rango efectivo de corte para materiales más gruesos.

Para comparar los datos proporcionados por los fabricantes de manera equitativa, se utiliza el concepto de Densidad de Potencia, que es la cantidad de potencia [W] en un área determinada [1 mm²]. Si el tamaño del punto láser es pequeño, tendremos una mayor densidad de potencia para la misma potencia entre fabricantes, lo que nos permitirá cortar materiales con mayor facilidad.

Si estas interesado en saber como se calcula a continuación puedes encontrar la fórmula y un ejemplo para que te sea de referencia. En resumen, a mayor densidad de potencia, mejor será la capacidad de corte.

También dispones en la tabla comparativa la densidad de potencia para cada uno de los láser escogidos.

7. Espesor de corte

Con las cortadoras láser podemos cortar una amplia variedad de materiales, como madera, plásticos, metales, entre otros. Sin embargo, el corte láser en diferentes espesores de material puede ser un proceso complicado.

Cuando se corta un material delgado, es importante ajustar la velocidad del corte y la energía del láser para garantizar un corte limpio y sin deformaciones térmicas. Por otro lado, cuando se cortan materiales más gruesos, es necesario aumentar la potencia del láser y reducir la velocidad del corte para garantizar que se corte completamente.

Otro factor importante a considerar es la calidad del material. Algunos materiales, especialmente los metales, pueden tener variaciones en la calidad del material que afectan la calidad del corte. Es importante tener en cuenta la calidad del material al ajustar la velocidad y la potencia del láser.

A modo resumen, el corte láser en diferentes espesores de material puede ser un proceso complicado, y es importante ajustar la velocidad y la energía del láser para garantizar un corte limpio y preciso. También es importante considerar la distancia focal, y la calidad del material al ajustar los parámetros del láser. Con una planificación adecuada y la elección de los parámetros correctos, el corte láser puede ser una técnica altamente efectiva para cortar materiales de diferentes espesores.

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