Para qué sirve realmente el mecanizado láser.El mecanizado mediante láser presenta una amplia variedad de aplicaciones en muy diversos campos. Muchos de ellos tienen interés industrial y tecnológico. Podemos mencionar, sin pérdida de generalidad y rigor, el sector automovilístico, el sector nuclear, la industria electrónica, las estructuras civiles y aplicaciones para el hogar. El acero inoxidable, un notable material en la ingeniería se utiliza en el menaje del hogar y en los vehículos. Se da la casualidad que es tratable mediante las técnicas básicas y modernas de mecanizado láser. Los aceros avanzados de alta resistencia (AHSS por sus siglas en inglés) pueden ser mecanizados mediante láser y demuestran su utilidad en aplicaciones como la industria aeronáutica. Las barras, perfiles y láminas de titanio se utilizan en la industria aeroespacial y pueden ser cortadas mediante láser (ver referencia [1] para más información para la relación entre el mecanizado láser y el titanio). Las aleaciones de aluminio utilizadas en aeronáutica son un buen ejemplo del prometedor futuro del mecanizado láser. Ciertos investigadores proponen que el futuro de la tecnología vendrá de la mano de este tipo de mecanizado de piezas metálicas.
Figura 1: un tenedor, una cuchara y un cuchillo sobre un árbol. Este tipo de herramientas típicamente se realizan en materiales metálicos como el acero, los cuales pueden ser tratados a través de procesos láser. ¿Qué otro tipo de aleaciones se pueden mecanizar mediante láser?Es bien conocido y lógico que una de las principales aplicaciones tecnológicas del mecanizado de piezas está relacionado con el sector médico. Concretamente podemos hablar de ingeniería biomédica y biotecnología. Si hablamos de la relación entre medicina y mecanizado necesariamente pasamos por las aleaciones de níquel. De forma más concreta hablamos de pulsos tipo Nd:YAG, los cuales son también conocidos como super-aleaciones de níquel. Aunque existen diferentes aplicaciones industriales referidas a la relación entre el láser y los metales y sus aleaciones, en esta entrada nos falta hablar de los discos cerámicos que permiten obtener piezas complejas de forma satisfactoria. ¿Cuáles son las perspectivas futuras para el mecanizado de piezas?La capacidad del mecanizado láser para cortar formas complejas y generar agujeros de tamaño muy pequeño con altas tolerancias es lo que lo hace atractivo en ciertos sectores minoritarios. A día de hoy la industria está cambiando y está abierta a nuevas puertas (en incluso ventanas) que le permitan alcanzar nuevos horizontes. En este contexto tiene especial sentido preguntarnos si es realmente viable un futuro sin mecanizado láser.
Recientemente estuve charlando con el profesor Irvin H. Ulrich y me comentaba la posibilidad de que los próximos años o décadas sea necesario realizar modificaciones en las técnicas actuales. Inicialmente me ruboricé y me sentí desorientado, pero finalmente comprendí a qué se refería. No desvelo ningún misterio si digo que a día de hoy un porcentaje no despreciable de la producción de piezas de mecanizado se lleva a cabo en China. En este país, desde hace un lustro, se trabaja en nuevos materiales de tipo polimérico. Muchos de ellos presenta estructura tipo plástica, lo que dificulta en cierta medida el uso de láseres de haz de alta energía. La limitación está relacionada con lo que conocemos el Punto de Curie de un plástico (no cristalino). Si la temperatura de emisión del láser, una vez se han restado las correspondientes pérdidas por difusión, es superior a dicho punto el plástico se fundirá. Efectivamente el profesor Ulrich pretendía transmitirme la importancia de continuar trabajando en nuevas técnicas de emisión a baja energía (LEET por sus siglas en inglés). Se trata de un tipo de investigación fundamental que busca dilucidar los efectos de rayos de menor energía en las tolerancias finales del mecanizado de piezas plásticas. Si los resultados actuales continúan creciendo y se alcanzan ciertos niveles de confianza posiblemente podríamos hablar de una nueva era en el láser. Más aún, si somos optimistas podríamos llegar a imaginar una industria donde todas las piezas se fabricaran de este modo. Así se seguirían los más altos estándares del decoletaje pero persiguiendo la precisión que se obtiene con las técnicas milenarias del torneado y el fresado.
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