Aplicación de la tecnología láser en materiales de construcción

El láser utiliza su alta energía para interactuar con los materiales y lograr efectos de procesamiento. La aplicación más sencilla de los haces láser se da en los materiales metálicos, que constituyen el mercado más maduro para su desarrollo.

Los materiales metálicos incluyen planchas de hierro, acero al carbono, acero inoxidable, cobre, aleación de aluminio, etc. Las planchas de hierro y el acero al carbono se utilizan principalmente como piezas estructurales metálicas en automóviles, componentes de maquinaria de construcción, tuberías, etc., que requieren corte y soldadura de alta potencia. El acero inoxidable se usa comúnmente en baños, utensilios de cocina y cuchillos, donde el espesor requerido no es elevado, por lo que un láser de potencia media es suficiente.

Los proyectos de vivienda e infraestructura en China se han desarrollado rápidamente, y se utiliza una gran cantidad de materiales de construcción. Por ejemplo, China consume la mitad del cemento mundial y es también el mayor consumidor de acero. Los materiales de construcción pueden considerarse uno de los pilares de la economía china. Estos materiales requieren un procesamiento complejo, y ¿cuáles son las aplicaciones de la tecnología láser en la construcción? Actualmente, la construcción de cimientos o estructuras con barras de acero corrugado y barras de hierro se realiza principalmente mediante una cizalla hidráulica o una rectificadora. El láser se utiliza con frecuencia en el procesamiento de tuberías, puertas y ventanas.

Procesamiento láser en tuberías metálicas

Las tuberías utilizadas en la construcción incluyen tuberías de agua, gas de carbón/gas natural, alcantarillado, cercas, etc. Las tuberías metálicas incluyen tuberías de acero galvanizado y acero inoxidable. Debido a las mayores exigencias de resistencia y estética en la industria de la construcción, los requisitos de corte de tuberías han aumentado. Las tuberías estándar suelen tener una longitud de 10 o incluso 20 metros antes de su entrega. Tras su distribución a diversas industrias, y debido a los diferentes escenarios de aplicación, las tuberías deben procesarse en piezas de distintas formas y tamaños para satisfacer las necesidades de cada sector.

Con su alta automatización, eficiencia y productividad, la tecnología de corte láser de tuberías se ha adoptado rápidamente en la industria y es ideal para cortar diversos tipos de tuberías metálicas. Las tuberías metálicas con un espesor generalmente inferior a 3 mm pueden cortarse con una máquina de corte láser de 1000 vatios, y se puede lograr un corte de alta velocidad con una potencia láser superior a 3000 vatios. Anteriormente, una máquina de corte con disco abrasivo tardaba unos 20 segundos en cortar una sección de tubería de acero inoxidable, mientras que el corte láser solo requiere 2 segundos, lo que mejora considerablemente la eficiencia. Por lo tanto, los equipos de corte láser de tuberías han reemplazado a muchos equipos de corte mecánico tradicionales en los últimos cuatro o cinco años. La llegada del corte láser de tuberías permite que los procesos tradicionales de sierra, punzonado, perforación y otros se completen automáticamente en una sola máquina. Puede cortar, perforar y realizar cortes de contorno y de patrones. Con el proceso de corte láser de tuberías, solo es necesario introducir las especificaciones requeridas en el ordenador, y el equipo puede completar la tarea de corte de forma automática, rápida y eficiente. La alimentación automática, la sujeción, la rotación y el corte de ranuras son adecuados para tubos redondos, cuadrados, planos, etc. El corte por láser cumple prácticamente todos los requisitos del corte de tubos y logra un modo de procesamiento eficiente.

Corte de tubos láser

Procesamiento láser en puertas y ventanas.

Las puertas y ventanas son elementos fundamentales en la industria de la construcción inmobiliaria en China. Todas las casas necesitan puertas y ventanas. Debido a la enorme demanda del sector y al aumento anual de los costos de producción, se han establecido mayores exigencias en cuanto a la eficiencia y la calidad de los productos.

La mayor parte del acero inoxidable utilizado en la fabricación de puertas, ventanas, rejas de seguridad y barandillas se compone principalmente de chapa y láminas redondas de acero con un espesor inferior a 2 mm. La tecnología láser permite realizar cortes, ahuecados y cortes de patrones de alta calidad en chapa y láminas redondas de acero. Actualmente, la soldadura láser portátil facilita la soldadura sin fisuras de las piezas metálicas de puertas y ventanas, eliminando las juntas de soldadura visibles que produce la soldadura por puntos. Esto garantiza un excelente rendimiento y una estética impecable.

El consumo anual de puertas, ventanas, rejas de seguridad y barandillas es enorme, y el corte y la soldadura se pueden realizar con láseres de baja y media potencia. Sin embargo, dado que la mayoría de estos productos se fabrican a medida según el tamaño de la vivienda y son procesados ​​por pequeñas empresas de instalación de puertas y ventanas o empresas de decoración, que utilizan los métodos más tradicionales y comunes como el corte, el esmerilado, la soldadura por arco y la soldadura a la llama, existe un amplio margen para que el procesamiento láser reemplace los procesos tradicionales.

Puerta de seguridad soldada con láser

Posibilidad de procesamiento láser en materiales de construcción no metálicos

Los materiales de construcción no metálicos incluyen principalmente cerámica, piedra y vidrio. Su procesamiento se realiza mediante muelas abrasivas y cuchillas mecánicas, procesos que dependen completamente de la operación y el posicionamiento manual. Además, durante el proceso se genera una gran cantidad de polvo, escombros y ruido molesto, lo que representa un grave riesgo para la salud. Por ello, cada vez son menos los jóvenes dispuestos a realizar este trabajo.

Estos tres tipos de materiales de construcción son susceptibles a astillarse y agrietarse, y se ha desarrollado el procesamiento láser del vidrio. Los componentes del vidrio son silicato, cuarzo, etc., que reaccionan fácilmente con los haces láser para lograr un corte preciso. Se han realizado numerosos debates sobre el procesamiento del vidrio. En cuanto a la cerámica y la piedra, el corte láser rara vez se considera y requiere mayor investigación. Si se encuentra un láser con la longitud de onda y la potencia adecuadas, la cerámica y la piedra también podrían cortarse con menor generación de polvo y ruido.

Exploración del procesamiento láser in situ

Obras de construcción residencial o proyectos de infraestructura como carreteras, puentes y vías férreas, cuyos materiales deben construirse y colocarse in situ. Sin embargo, el procesamiento de las piezas con equipos láser suele limitarse al taller, tras lo cual la pieza se transporta a un segundo lugar para su aplicación. Por lo tanto, explorar cómo los equipos láser pueden realizar el procesamiento in situ en tiempo real en sus escenarios de aplicación podría ser una dirección importante para el desarrollo de la tecnología láser en el futuro.

Por ejemplo, la soldadora de arco de argón es popular y de uso generalizado. Se caracteriza por su bajo costo, gran portabilidad, bajo consumo de energía, alta estabilidad, gran adaptabilidad y facilidad de transporte para su uso en cualquier momento. En este sentido, la llegada de la soldadora láser portátil abre la posibilidad de explorar el procesamiento láser in situ en diversos escenarios de aplicación. Ahora, los equipos de soldadura láser portátiles y los enfriadores de agua pueden integrarse en una sola unidad de tamaño más compacto, lo que permite su uso en obras de construcción.

La oxidación de las piezas metálicas es un problema muy molesto. Si no se trata a tiempo, es probable que el producto se deseche. El desarrollo de la limpieza láser ha hecho que la eliminación de óxido sea más fácil, más eficiente y con menores costos de consumo por proceso. Ofrecer servicios profesionales de limpieza láser a domicilio para tratar piezas que no se pueden mover y necesitan limpiarse en la obra podría ser una de las direcciones del desarrollo de la limpieza láser. Una empresa en Nanjing ha desarrollado con éxito un equipo móvil de limpieza láser montado en vehículos, y algunas empresas también han desarrollado una máquina de limpieza tipo mochila, que permite la limpieza in situ de paredes exteriores de edificios, canalones, estructuras de acero, etc., y proporciona una nueva opción para el procesamiento de limpieza láser en obra.

Enfriador S&A CWFL-1500ANW para refrigeración de soldadora láser portátil