Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Apr 2006)
Corte mediante láser de elementos estructurales de mullita-alúmina
Abstract
The application of high power lasers for cutting of structural ceramics is a process under development exhibiting great advantages in comparison with conventional machining techniques. However, an in depth analysis of the process is necessary before its industrial implementation in order to avoid eventual drawbacks and to optimize the results. The most relevant results from the study of laser cutting of structural elements composed of a mullite matrix with a dispersed phase of alumina are presented in this work. The results obtained employing a CO2 laser operated in CW mode are compared with those obtained using a free-running Nd:YAG in pulsed mode. In both cases, the effect of the operation parameters with stronger influence on the cut quality is analyzed. At the same time, the application of a conventional cutting head is compared with a new one specifically designed to optimize the cut quality. Several quantifiable parameters were employed to characterize the quality of the cuts with the aim of performing a systematic assessment of the results which allows the optimization of the process. The results obtained show a clear improvement of the cut quality as the new cutting head is employed.<br><br>La aplicación del láser de alta potencia para el corte de cerámicas estructurales es un proceso en desarrollo que ofrece excepcionales ventajas en comparación con las técnicas convencionales de mecanizado. Sin embargo, como paso previo a su implementación industrial se hace necesario realizar un análisis profundo del proceso que permita evitar los eventuales inconvenientes y optimizar los resultados. En este trabajo se presentan los resultados más relevantes del estudio del corte mediante láser de elementos estructurales compuestos de una matriz de mullita con una fase dispersa de alúmina. Se comparan los resultados obtenidos al emplear un láser de CO2 operado en modo continuo con los correspondientes a la utilización de un láser de Nd:YAG en modo pulsante. En ambos casos se estudia la influencia de los parámetros de operación que más afectan a la calidad de los cortes y se compara, asimismo, la aplicación de un cabezal de corte convencional con un nuevo cabezal diseñado específicamente para mejorar la calidad de los cortes. Con el objeto de realizar la comparación sistemática de los resultados que permita la optimización del proceso se emplean parámetros cuantificables para caracterizar la calidad de los cortes. Los resultados obtenidos muestran una notable mejoría al emplear el nuevo cabezal de corte.
