Láseresse pueden utilizar para cortar madera, y esto ha sido ampliamente validado en términos de viabilidad del proceso y aplicaciones prácticas. El corte de madera con láser se basa esencialmente en la interacción térmica entre un haz láser de alta densidad de energía y el material de madera, lo que provoca la descomposición térmica, la carbonización y la vaporización, logrando así la separación y el corte del material.
1. Principio básico del corte de madera con láser
Después de ser enfocado, el haz láser forma un punto de alta densidad de energía en la superficie de la madera. La celulosa, la hemicelulosa y la lignina en la madera se descomponen rápidamente y sufren reacciones de vaporización a alta temperatura. Durante el proceso de corte, generalmente se aplica gas auxiliar para eliminar los residuos carbonizados y estabilizar la ranura. El corte por láser es un método de procesamiento sin contacto y no implica desgaste de herramientas mecánicas.
2. Tipos de láser adecuados para el corte de madera
Láseres CO₂
Los láseres CO₂ tienen una longitud de onda de 10.6 μm. La madera exhibe una alta tasa de absorción a esta longitud de onda, lo que convierte a los láseres CO₂ en el tipo de láser más utilizado para el corte de madera. Son adecuados para madera maciza, contrachapada, MDF y materiales compuestos a base de madera. La eficiencia de corte es alta y la formación de bordes es estable.
Láseres de fibra
Los láseres de fibra tienen una longitud de onda de aproximadamente 1.06 μm. La madera tiene una tasa de absorción relativamente baja a esta longitud de onda, por lo que los láseres de fibra generalmente no son la primera opción para el corte de madera. Se utilizan principalmente para láminas de madera delgadas o aplicaciones de marcado bajo baja potencia o condiciones de proceso especiales. La calidad y la estabilidad del corte son inferiores a las de los láseres CO₂.
3. Características del proceso de corte de madera con láser
Ranura estrecha y alta precisión de procesamiento, adecuada para contornos complejos y patrones finos.
Se produce un cierto grado de carbonización en el borde de corte; el oscurecimiento del color es un resultado normal del procesamiento térmico.
La zona afectada por el calor está relativamente concentrada, sin deformación significativa por tensión mecánica.
La velocidad de corte está fuertemente influenciada por el grosor, la densidad, el contenido de humedad y la potencia del láser de la madera.
4. Factores principales que afectan el rendimiento del corte
Tipo de madera: Las diferencias en la densidad y la estructura de la fibra requieren una coincidencia de parámetros individual.
Contenido de humedad: El alto contenido de humedad reduce la eficiencia de corte y aumenta el riesgo de carbonización y carbonización.
Potencia del láser y posición focal: La potencia insuficiente puede resultar en un corte incompleto, mientras que el enfoque incorrecto afecta la calidad de la ranura.
Presión del gas auxiliar: La presión insuficiente puede causar acumulación de residuos e interrumpir la continuidad del corte.
5. Escenarios de aplicación
El corte de madera con láser se utiliza ampliamente en la fabricación de artesanías, componentes decorativos de muebles, fabricación de modelos, elementos decorativos arquitectónicos y la industria de señalización publicitaria. Sus ventajas incluyen una alta flexibilidad de procesamiento y una excelente reproducción de patrones, lo que lo hace adecuado para la producción de lotes pequeños y personalizados.
6. Limitaciones
El corte por láser no es adecuado para madera maciza con un grosor excesivo, ya que la eficiencia de corte disminuye significativamente con el aumento del grosor. Además, algunos tableros contrachapados o multicapa contienen componentes adhesivos complejos, que pueden generar una gran cantidad de humo durante el corte, lo que resulta en mayores requisitos para los sistemas de escape y extracción de humos.
Los láseres se pueden utilizar para cortar madera y tienen una base de proceso madura en aplicaciones de procesamiento de precisión. Seleccionar el tipo de láser adecuado y combinar los parámetros de proceso adecuados son clave para lograr una calidad de corte estable.