ESTAMPACIÓN 4.2. Cabezal de corte Independientemente de la cinemática de la máquina, el elemento común en todas las máquinas de corte por láser es el cabezal de corte. Este elemento es fundamental para realizar el corte correctamente, ya que se encarga de focalizar el haz láser a la vez que direcciona el gas de corte hacia la zona deseada. Para ello, la boquilla suele constar de diversas lentes ópticas instaladas en su interior, y de canales de entrada y salida del gas. Estos cabezales poseen además un sistema de refrigeración que les permite trabajar muchas horas en continuo y de manera desatendida. Esto último es necesario debido a la energía del láser re ejada y al propio calor irradiado del material fundido, que poco a poco van afectando al cabezal. La complejidad de los cabe- zales aumenta según sus prestaciones; existen, incluso, modelos que incorporan sensores para monitorizar temperaturas y/o generación de plasma, con el n de ajustar mejor los parámetros del proceso. 5. La estampación en caliente y el uso del corte por láser El proceso de la estampación en caliente consiste en precalentar el material, para hacerlo más maleable, antes de conformarlo en una prensa. Estos troqueles poseen un sistema de refrigeración, de tal manera que consiguen el temple controlado del material, dotándolo de una mayor dureza, a la vez que le trans eren la forma deseada. Con el paso del tiempo y la evolución de las exigencias en los mate- riales, piezas antes fabricadas en aceros como el DPS (Dual-Phase Steel) o TRIP (Transformation Induced Plasticity) ahora se fabrican por estampación en caliente con aceros al Boro. Así, algunas piezas como los pilares B de los automóviles se fabrican a partir de láminas de acero al Boro, recubiertas de AlSi, con un límite de elasticidad de aproximadamente 500 MPa. Estas láminas se pre- calientan hasta una temperatura de 650 °C; para permitir que dicho recubrimiento se combine con el material base. Más tarde esta sufrirá otro proceso de calentamiento en el que alcanzará una temperatura de 950 °C aproximadamente. La chapa que se ha calentado previamente se dispone en las pren- sas que lo conformarán y enfriarán rápidamente hasta unos 200 °C. El resultado del proceso es un acero martensítico con propiedades mecánicas muy mejoradas respecto al conformado en frío. El material resultante soporta elevadas tensiones (1.500 MPa aproximadamente) y tienen una alta dureza. Gracias a ello, se consiguen piezas más lige- ras, pero manteniendo la resistencia, lo que permite aligerar el peso de los componentes sin detrimento de la seguridad. Este aspecto es realmente importante en sectores como la automoción, ya que una reducción del peso de los componentes empleados, se traduce directa- mente en un ahorro de combustible durante el uso del vehículo. No obstante, el principal inconveniente de este proceso, es que a medida que aumenta la dureza del material, se generan mayores di - cultades en el acabado de las piezas, hasta el punto que para un acero de estampación en caliente y un contenido en Boro del 4% es necesario utilizar útiles de corte con recubrimiento de carburo de tungsteno para su corte nal. Incluso aun pudiendo cortar o punzonar el material, este sería un proceso arriesgado para la herramienta, que corre el peligro de desgastarse prematuramente sin alcanzar el n de la serie. 5.1. La solución: el corte por láser Tanto el desgaste de las herramientas de corte, como sus posibles roturas durante la producción de estas piezas suponen una gran pér- dida en la e ciencia de su fabricación. Por lo tanto, para superar dicha di cultad, se ha recurrido al corte por láser en serie de todas las piezas estampadas en caliente. Esta técnica, dada las características expuestas en párrafos anterio- res, no necesita ningún tipo de contacto físico con el material a cortar y su e cacia no depende de la dureza del mismo. Por lo tanto, es un método de corte muy adecuado para piezas que, durante la estampa- ción en caliente, han sufrido un tratamiento térmico y han alcanzado una dureza y resistencia mecánica que hace inviable realizar el corte mecánicamente. La versatilidad del láser permite hacer frente también a pequeños cambios de diseño, que de utilizar prensas u otras máquinas para el corte o mecanizado no serían posibles. Debido a que algunas modi - caciones de diseño podrían exigir el reemplazo de toda una serie de matrices y troqueles. Por otro lado, el aspecto que sin duda es más crítico es la velocidad, ya que es un factor directamente relacionado con la productividad. En este sentido, el crecimiento de prestaciones de las máquinas de corte láser en los últimos 10 años ha sido espectacular, llegándose a valores de velocidad de corte y automatización impensable hace unos pocos años. Para dar una idea de la reducción de tiempos que se ha logrado, se puede poner como ejemplo un equipo con un láser de estado sólido de 3 kW cortando un pilar B de un vehículo familiar de alta tirada. La pieza presenta 22 ori cios y 6,3 metros de longitud de corte en total y se realiza el corte completo en un tiempo total de 47 segundos. En cualquier caso, el corte láser es todavía un proceso ‘lento’ si se consi- deran los tiempos exigidos por el sector de automoción, y es habitual encontrarse con líneas de 3 ó 4 máquinas de corte láser realizando corte seriado de componentes estampados. Se trata por tanto de una carrera que no ha terminado y en la que se están incorporando nuevas soluciones tanto en la parte de proceso como en la automatización completa de los ciclos de carga y descarga. • Corte por láser con robot de un pilar B fabricado mediante estampación en caliente. Imagen cortersía de www.ro n.es. 140<<