Los costes operativos de las máquinas de corte por láser

Consumo de Gas y Costos Asociados

El consumo de gas desempeña un papel fundamental en los costos operativos de las máquinas de corte por láser, especialmente cuando se trata de procesar diferentes materiales con precisión y velocidad. Tanto los sistemas láser de fibra como los de CO2 dependen de gases, ya sea como gases de asistencia para el corte o, en el caso de los láseres de CO2, como componente esencial del propio proceso de generación del láser. Comprender qué gases se utilizan, cómo se suministran y cuál es su costo es esencial para gestionar los gastos y elegir la configuración adecuada para su flujo de trabajo.

Gases de asistencia

Los gases de asistencia se utilizan en máquinas de corte por láser de fibra y CO2 para eliminar el material fundido del área de corte, enfriar la zona de trabajo y mejorar la calidad del borde. Los gases de asistencia más comunes son oxígeno, nitrógeno y, ocasionalmente, aire comprimido.

El oxígeno se utiliza frecuentemente al cortar acero dulce. Apoya el proceso de corte mediante una reacción exotérmica, lo que aumenta la velocidad de corte pero deja un borde más rugoso.

El nitrógeno es la opción preferida para el acero inoxidable y el aluminio, ya que proporciona un borde limpio y libre de óxidos. Es más costoso que el oxígeno debido a la mayor presión y volumen requeridos.

El aire comprimido, una opción rentable, es adecuado para metales más delgados y ofrece un buen equilibrio entre rendimiento y costo, especialmente en aplicaciones industriales ligeras.

Las tasas de consumo de gas varían ampliamente según el tipo de material, su espesor, el diseño de la boquilla y la velocidad de corte. Los sistemas de nitrógeno de alta presión pueden consumir varios cientos de pies cúbicos por hora, lo que genera costos operativos significativos.

Requisitos específicos de gas para láseres de CO₂

A diferencia de los láseres de fibra, los láseres de CO₂ requieren una mezcla de gases —típicamente dióxido de carbono, nitrógeno y helio— como medio láser. Estos gases deben mantenerse puros y en proporciones específicas para garantizar la calidad del haz y el rendimiento del sistema. Con el tiempo, estos gases se degradan y deben reponerse, bien mediante tubos láser sellados (con una vida útil limitada) o bien mediante un sistema de suministro continuo de gas. Esto añade otra capa de costes recurrentes que no está presente en los sistemas láser de fibra.

Además del medio láser, los sistemas de CO₂ también utilizan gases auxiliares, al igual que los láseres de fibra. Sin embargo, debido a la complejidad adicional inherente al mantenimiento de la mezcla de gases generadores del láser, los láseres de CO₂ suelen generar unos costes operativos relacionados con los gases más elevados.

Sistemas de Entrega de Gas

Ya sea utilizando botellas, tanques a granel o generación in situ, la elección del sistema de suministro de gas afecta tanto a la comodidad como al costo. Las operaciones con alto consumo pueden optar por un suministro centralizado de gas mediante baterías de cilindros conectados en múltiple o tanques de almacenamiento a granel, para minimizar el tiempo de inactividad y reducir el costo unitario del gas. Los talleres más pequeños pueden depender de cilindros estándar de alta presión, que son más fáciles de gestionar, pero más costosos por pie cúbico de gas.

Las inspecciones periódicas, las verificaciones de fugas y la regulación de la presión son fundamentales para mantener la eficiencia del sistema y evitar pérdidas, especialmente cuando se utilizan gases costosos, como el nitrógeno de alta pureza.

El consumo de gas es un gasto recurrente significativo en las operaciones de corte por láser. Los láseres de fibra suelen generar costos de gas más bajos, ya que solo requieren gases de ayuda, mientras que los láseres de CO₂ implican costos adicionales tanto para los gases de ayuda como para el medio láser en sí. El tipo de gas elegido, el material que se corta y el método de suministro influyen todos en los costos totales. Tener en cuenta con precisión estas variables es fundamental para controlar los gastos generales y optimizar la economía de la producción.