Duro, frágil y transparente: el láser domina también el vidrio

Con el éxito de los teléfonos inteligentes, los Tablet PC y artículos similares, la importancia del mecanizado de vidrio ha crecido enormemente. Mientras que los procesos convencionales de corte están teniendo que hacer frente a sus propias limitaciones, el láser ha demostrado ser idóneo para recortar láminas finas de vidrio templado o no templado para pantallas, con alta calidad y productividad. Aquellos que busquen competencia técnica y soluciones rentables para el mecanizado por láser de materiales frágiles, tienen un punto de encuentro y asesoramiento en la feria especializada Lasys 2016, que del 31 de mayo al 2 de junio en Stuttgart centrará su atención exclusivamente en el mecanizado de materiales por láser.

Dando prioridad a las aplicaciones prácticas, aproximadamente 200 expositores presentarán en Lasys 2016 los más modernos sistemas de mecanizado por láser, componentes específicos para láser, así como subsistemas, y específicamente para todos los sectores y todo tipo de materiales.

Los sistemas de láser son conocidos por su capacidad para procesar prácticamente todo tipo de materiales; no obstante, los materiales duros, frágiles y transparentes como vidrio, zafiro, fibra acrílica o cerámica plantean exigencias especiales. “Al recortar vidrio y cerámica es preciso tener en cuenta la limpieza de los bordes de corte, una alta precisión, la estabilidad a largo plazo y, al mismo tiempo, la ausencia de desgaste de las herramientas de mecanizado”, afirma Georg Hofner, portavoz de la junta directiva de la empresa expositora Scanlab. Las peculiares propiedades del vidrio suponen un reto especial para los sistemas de láser puesto que el vidrio es frágil, transparente a la luz visible, posee una reducida conductibilidad térmica y, en caso de calentamiento no uniforme, acumula tensiones que pueden provocar grietas. “Por ejemplo, las tapas de vidrio templado de los teléfonos inteligentes no pueden cortarse por medio de procedimientos convencionales. En este caso, únicamente el láser ofrece la oportunidad de efectuar procesos de corte eficientes y rentables”, afirma Christof Siebert, director del sector de micromecanizado de la empresa Trumpf Laser- und Systemtechnik. Según los expertos de Trumpf, el corte con discos de diamante ha demostrado ser poco flexible. Los contornos variables serían difíciles de conseguir en su opinión. Y, además, durante el fresado se producirían grietas, lo que exigiría una corrección intensiva a posteriori provocando, en consecuencia, un aumento de los costes. En los últimos años se ha podido constatar que los sistemas de láser de pulsos ultracortos son idóneos para el mecanizado de materiales frágiles y transparentes. “Los pulsos ultracortos en el orden de los pico y fentosegundos no aportan calor y un eficaz procedimiento permite velocidades de corte elevadas”, añade Siebert.

El sistema de escaneo excelliSCAN de la empresa Scanlab, presente en Lasys, posee una regulación SCANahead y cumple las elevadas exigencias de precisión y exactitud de repetición para el corte de materiales frágiles.

Para garantizar una alta calidad de los bordes de corte y un funcionamiento flexible y rentable se emplean también, por ejemplo, sistemas de escaneo como los de Scanlab. “La combinación de láseres de pulsos ultracortos con sistemas de escaneo permite realizar un mecanizado prácticamente simultáneo. Gracias a la ablación “en frío” mediante un escáner, el material a cortar —por ejemplo el cristal de zafiro— no se funde, sino que es directamente vaporizado. El proceso tiene lugar realizando un recorrido exacto del contorno con el escáner y plantea elevadas exigencias de precisión y exactitud de repetición al sistema de escaneo”, indica Hofner. En su opinión, para los materiales frágiles y transparentes lo ideal son cabezales de escaneo con una dinámica especialmente elevada y una tecnología de control innovadora.

“El sistema de escaneo acelera sobre la base de una trayectoria nominal calculada previamente, siempre con la máxima aceleración posible, y evitando de esta forma errores de seguimiento e inexactitudes en el mecanizado” añade Hofner.

El equipo MPS Advanced de la empresa Rofin Baasel Lasertech, participante en Lasys, ofrece una espaciosa cámara de trabajo para un mecanizado de materiales por láser versátil y productivo, por ejemplo, de vidrio o cristal de zafiro.

La empresa Rofin, participante en la Lasys, ofrece una nueva tecnología. El Dr. Roland Mayerhofer, director del departamento principal de investigación, desarrollo, construcción de Rofin Baasel Lasertech explica: “Nuestro sistema de láser SmartCleave emplea pulsos de láser ultracortos con propiedades especialmente optimizadas. Un proceso de filamentación láser garantiza una separación de materiales frágiles y transparentes en un proceso de alta velocidad, libre de residuos y sin huecos” Permite cortar también contornos irregulares, incluso con radios reducidos, de una sola pasada. “Este nuevo proceso es la forma inteligente para reducir a pocos pasos las labores mecánicas de corrección, que conllevan un elevado coste temporal, económico y de trabajo”, comenta el Dr. Mayerhofer. Este tipo de nuevas tecnologías abren las puertas a ingentes ámbitos de utilización: el campo de aplicación incluye, entre otros, pantallas de teléfonos inteligentes de vidrio templado y no templado o de cristal de zafiro, pantallas de TV, ordenador o tabletas, productos LED y OLED, y otros componentes microelectrónicos, sustratos de vidrio para circuitos integrados, componentes ópticos, relojes, dispositivos médicos, vidrio arquitectónico y vidrio doméstico, así como semiconductores o cerámicas.

El nuevo sistema SmartCleave de Rofin permite cortar también contornos irregulares, incluso con radios reducidos, de una sola pasada.

Otro participante en la feria Lasys, la empresa Wallburg, se siente en casa tanto en el ámbito la industria gráfica como en muchos otros sectores. “Nuestras soluciones de sistemas para el corte, entre otros, de vidrio y fibra acrílica permiten trabajar de forma precisa y rentable, puesto que se pueden emplear de manera flexible y se adaptan perfectamente tanto a la producción individual como a la fabricación en serie a gran escala”, afirma Jürgen Wallburg, gerente de la empresa homónima.

Para el corte de fibra acrílica es especialmente importante emplear el material adecuado con el fin de evitar las fisuras por tensión. “Además, el sistema de láser deberá permitir una regulación de precisión y funcionar con un pulso rápido”, añade Wallburg, “para que el borde de corte resulte limpio y reducido”

Lasys 2016 con una completa oferta

El sector del láser es un sector muy innovador, hecho que quedará patente en la feria Lasys 2016. El perfeccionamiento de los sistemas de láser ha posibilitado el mecanizado creciente de materiales frágiles de forma rentable. Pero esto es sólo una pequeña parte de la extensa oferta de mecanizado de materiales por láser que se presentará en la Lasys 2016. Al mismo tiempo, un completo programa marco será el complemento perfecto para la exposición. Una particularidad de la feria son las jornadas ‘Stuttgarter Lasertage SLT’, que constituyen un puente entre la investigación y la industria.

Equipados con el tubo láser de Synrad, los sistemas de láser del expositor de Lasys Wallburg producen bordes y grabados lisos y limpios, no sólo en fibra acrílica y vidrio, sino también en cuero, madera, cartones, espumas y otros materiales.