LÁSER 38 La característica que ha mantenido hasta hace poco a los láseres de CO2 como principal opción en aplicaciones de corte con láseres de más de 1.000 W, es la capacidad que presentan este tipo de láseres de proporcionar una buena calidad de haz para aplicaciones de alta potencia. En el caso de los láseres de estado sólido de primeras generaciones, debido a la necesidad de refrigerar el medio activo, las fuentes integraban varios cristales en forma de barra o ‘rod’ que eran alineados ópticamente y que daban lugar a una cada vez peor calidad de haz a medida que se aumentaba la potencia total (debido a la necesidad de aumentar el número de cristales). La aparición de los láseres de fibra y disco en el mercado, a inicios del Siglo XXI, sol- ventó este inconveniente gracias a una refrigeración más eficiente, así, a medida que han ido apareciendo en el mercado láseres de fibra y disco de mayor potencia, su uso en aplicaciones de corte ha ido en aumento, y la cantidad de nuevos láseres de CO2 instalados ha ido decreciendo en la misma medida. Actualmente existen láseres de fibra instalados de hasta 100 kW del fabricante IPG, que son utilizados para aplicaciones extre- mas de corte y soldadura. La empresa japonesa NADEX Co., Ltd. dedicada la investigación de procesos láser, cuenta en sus insta- laciones un láser multimodo IPG YLS-100000 de 100 kW guiado a través de fibra óptica con un diámetro mínimo de haz de 0,5 mm y una densidad de energía máxima de 51 MW/cm2 que permite llevar a cabo soldaduras en acero inoxidable AISI SUS304 con una penetración de 40 mm empleando nitrógeno como gas de pro- tección o incluso 125 mm de penetración en atmósfera de vacío trabajando a un 70% de la potencia máxima [4]. Los potenciales usos, más allá de aplicaciones militares puntuales o de desman- telamientos extremos, se centran en la soldadura de espesores de hasta 300 mm para aplicaciones navales, o incluso el corte y taladrado de hormigón y roca dura como el granito o el basalto. Si bien los láseres de 100 kW son una realidad, también es cierto que existen escasas unidades instaladas en todo el mundo desde su primera comercialización en 2015. Así, los láseres de fibra de alta potencia que figuran en el catálogo de los principales fabri- cantes raramente superan los 16 kW, con la salvedad de IPG que apuesta por ir más allá en la tecnología y ofertar fuentes de hasta 15 kW para corte y de 15, 20, 30, y 50 kW para soldadura (además de la ya mencionada de 100 kW). Entre los ejemplos más destaca- bles de aplicaciones de corte láser se encuentran los desarrollos del Laser Zentrum Nord de Hamburgo (recientemente integrado en la red de centros alemana Fraunhofer) que ha desarrollado aplicaciones de corte para el sector naval empleando un láser de IPG de 30 kW para el corte de chapa de hasta 80 mm de espesor en una célula de 30 m de largo [5]. A nivel industrial, el corte láser es una tecnología sólidamente consolidada y capaz de competir en productividad con los siste- mas tradicionales de punzonado. Actualmente, tanto la soldadura como el corte láser en 2D son procesos maduros en los que el margen de mejora empieza a ser cada vez menor, sin embargo, en comparación, tanto el corte como la soldadura de geometrías en 3D son aplicaciones mucho menos extendidas, donde, a pesar de existir soluciones comerciales como las células TruLaser Cell de Trumpf, todavía existe un amplio margen de mejora. Dentro del sector de automoción cada vez es más habitual el uso de aceros de ultra-alto límite elástico en la fabricación de las carrocerías. Una vez conformado en caliente, la elevada dureza alcanzada por la chapa hace inviable el uso de troqueles de corte, siendo el corte En aplicaciones LMD es cada vez más habitual la presencia de máquina híbridas que combinan la capacidad de arranque de mate- rial con el aporte láser o LMD. Fabricantes como DMG, Mazak, Okuma, WFL o incluso Ibarmia, ofrecen en su catálogo soluciones de este tipo que están despertando un creciente interés en el mer- cado. En el continuo desarrollo experimentado por las tecnologías SLM y LMD también contribuye el creciente interés de empresas directamente involucradas en el sector aeronáutico y que son demandantes de soluciones para la reparación y fabricación directa de piezas, tales como Airbus, GE Aviation, Boeing, Rolls- Royce, Safran, P&W, GKN Aerospace, Locheed-Martin, Honeywell Aerospace, Bell Helicopter, etc. Previsiblemente, a medida que aumente el conocimiento sobre los procesos de fabricación adi- tiva, y las características mecánicas logradas en este tipo de piezas sean cada vez más homogéneas, los procesos de certificación y homologación serán más sencillos y su uso será más generalizado en los nuevos diseños, tanto en la industria aeronáutica como en otros sectores tecnológicamente avanzados. Finalmente, las aplicaciones de macro-procesado, donde las fuentes empleadas son de más de 1.000 W, concentran cerca del 47% del volumen de negocio total que suponen los láseres industriales, con ventas en el mercado estadounidense por valor de más de 1.500 millones de dólares en 2017 según datos de ‘Strategies Unlimited’. Las aplicaciones de macro-procesado eng- loban las operaciones más extendidas en los talleres, tales como el corte y la soldadura láser, que a día de hoy siguen suponiendo en principal negocio de la tecnología láser. En este tipo de fuentes, las aplicaciones de corte suponen alrededor del 75% mientras que las de soldadura suponen un 20%. En este caso, las fuentes empleadas suelen ser continuas con capacidad de trabajar con pulsos largos a baja frecuencia, así, entre los distintos tipos de fuentes empleadas, las fuentes de fibra han ido ganando cuota de mercado frente a los láseres de CO2, debido principalmente al mejor rendimiento y flexibilidad que ofrecen en el guiado del haz. En los láseres de fibra (y disco) el guiado del haz puede realizarse mediante una fibra óptica, al contrario de los de CO2 que han de ser guiados necesariamente mediante espejos.