Introducción a la tecnología de grabado y corte láser.
1.1. Introducción al módulo
Te damos la bienvenida 👋🏻
En este primer módulo, nos sumergimos en los fundamentos de la tecnología de grabado y corte láser. Comenzamos con una introducción a esta tecnología fascinante, explorando qué es un láser y cómo funciona. Nos adentramos en los tipos de láser más comunes, incluidos el láser diodo y el láser CO2, comprendiendo sus diferencias y aplicaciones. Además, delineamos el enfoque de este curso, destacando los objetivos y lo que puedes esperar aprender. También examinamos el hardware esencial de una grabadora láser, comprendiendo las partes de la máquina y sus funciones clave. Por último, abordamos la seguridad, detallando las precauciones necesarias y los elementos de seguridad a tener en cuenta al trabajar con esta tecnología.
Tabla de contenidos
1.2. ¿Qué es un láser?
Comencemos explicando qué es un láser.
Cuando escuchamos la palabra láser, lo primero que quizás nos viene a la cabeza es un sable láser de Star Wars, o cañones láser de alguna película de ciencia ficción. Pero fuera de las películas, los lasers son una herramienta muy útil y que son utilizados en la vida cotidiana.
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La palabra láser proviene del acrónimo LÁSER, lo cual significa “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” en inglés, y se traduce a “Amplificación de Luz Mediante Emisión Estimulada de Radiación”. De manera muy simplificada, podemos decir que un láser produce un haz de luz concentrado.
Existen muchos usos para los láseres y los podemos encontrar en diferentes áreas como medicina, iluminación, entretenimiento, comunicación, industria, hobbies y más. Desde un lectora de discos en un reproductor de DVD, shows de lasers de una discoteca, hasta tratamientos médicos avanzados.
Entre todos estos usos, se encuentra el corte y grabado con láser, esto es lo que nos interesa en este curso.
El concepto de funcionamiento de las grabadoras láser es bastante sencillo: Utilizan un haz de luz concentrado que genera suficiente temperatura para quemar y vaporizar la superficie de un objeto. Mediante una placa controladora se automatizan los movimientos del láser y ajustando la potencia y velocidad de los movimientos del láser es posible grabar, marcar o cortar el objeto.
Imagen de referencia
1.3. Tipos de grabadoras y cortadoras Láser
Existen distintos tipos de grabadoras y cortadoras láser, con diversas potencias, tamaños y características, diseñadas para diferentes usos y usuarios.
Los principales equipos de grabado y corte láser son de tipo CO2 y de tipo diodo o semiconductor.
Veamos cuales son las principales características de estos tipos de láser:
- Laser CO2
Un láser de CO2 es un tipo de láser que utiliza dióxido de carbono como medio de amplificación óptica. Estos láseres emiten luz infrarroja a una longitud de onda de alrededor de 10.6 micrómetros, lo que los hace especialmente eficaces para cortar, grabar y soldar materiales no metálicos como madera, acrílico, plástico, vidrio, cuero, textiles, y más. Debido a su alta eficiencia y capacidad de corte y grabado preciso, los láseres de CO2 son ampliamente utilizados en la industria manufacturera, en aplicaciones médicas, y en diversos procesos de fabricación y producción.
Podemos encontrarlos en potencias desde 40W hasta 100W. Con esta potencia, es posible cortar maderas de más de 20mm con facilidad, pero puede ser limitado para cortar materiales como metales.
Debido a que este tipo de láser produce un haz de luz invisible a la visión humana, estas máquinas tienen que estar siempre cubiertas por seguridad, por esta razón siempre encontramos estas grabadoras con cerramientos metálicos y con ventanas acrílicas que impidan el paso del láser.
Los precios de estos tipos de láser suelen ser más elevados, por esta razón el alcance suele estar destinado a un público más industrializado o profesional.
- Diodo Láser
Este tipo de láser utiliza un diodo, como lo indica su nombre, que emite el haz de luz y posee lentes que concentran el haz en un punto para realizar grabados o cortes.
Se encuentra en muchas grabadoras y cortadoras de baja potencia, con rangos que van desde 1.6W hasta 20W. Estos láseres son económicos, pequeños y livianos, lo que los hace ideales para máquinas ligeras y de múltiples tamaños. Además, tienen una vida útil prolongada, en algunos casos superando las 8,000 horas de uso.
Estas cualidades hacen que los láseres de diodo sean perfectos para crear grabadoras y cortadoras láser económicas de nivel inicial y para aficionados, aunque también son muy capaces de producir grandes resultados.
Debido a su baja potencia, los láseres de diodo se utilizan principalmente para grabar en madera, cortar papel, cartón o maderas finas, así como para grabar en plásticos y, en algunos casos, en metales, acrílicos y vidrios.
1.4. Enfoque de este curso
En este curso nos enfocaremos en las grabadoras y cortadoras láser que utilizan Láser Diodo.
Explicaremos el uso de la máquina y el software de las grabadoras láser que puede ser aplicado en múltiples marcas y líneas de láser como la línea Drakon de Hellbot, la línea Falcon o CV de Creality, y otras marcas como Atomstack, TwoTrees, etc. En general, se pueden aplicar los conceptos de este curso a todos los láser de tipo diodo que se encuentran en el mercado.
Si bien el foco se encontrará en las grabadoras láser Diodo, muchos de los conceptos y el uso del software puede ser aplicado a otros tipos de láser como CO2.
1.5. Hardware de una grabadora láser diodo
Las grabadoras láser Diodo vienen en muchas formas y tamaños, pero generalmente encontraremos los componentes y partes similares. Veamos cuales son esas partes
- Módulo o cabezal láser: Este es el componente que contiene el láser en sí. En general los módulos láser son muy similares. Pueden variar en tamaño dependiendo la potencia que pueden proporcionar y el diseño del fabricante. Este módulo posee el semiconductor o diodo en una carcasa metálica, generalmente de aluminio que cumple la función de disipador de calor.
También posee una placa controladora, y una ventana acrílica que tapa la luz generada por el láser. - Placa madre: La placa madre es el “Cerebro” de la máquina grabadora. Se encarga de leer el archivo creado en el software y controlar los motores, el módulo láser, e interfaz de usuario.
- Motores paso a paso: Los motores paso a paso son los encargados de realizar el movimiento de los ejes de la máquina láser. El tipo de motor “paso a paso” puede realizar movimientos muy precisos, lo cual es ideal para realizar grabados con calidad alta.
- Sistemas de movimiento: Cuando decimos “sistema de movimiento”, nos referimos a todo el conjunto de ruedas, correas, varillas, etc que realizan el movimiento de los ejes. El sistema de movimiento puede variar bastante de máquina en máquina, dependiendo el tamaño, fabricante o tipo de máquina. Generalmente, se utilizan ruedas V-slot o varillas lisas para obtener un movimiento suave y preciso en los ejes X e Y. Para transmitir el movimiento, se utilizan correas dentadas en conjunto con poleas en los motores paso a paso para transmitir el movimiento circular a lineal.
- Eje X e Y: Para crear los grabados o cortes, el módulo láser tiene dos grados de movimiento: los ejes X e Y. El módulo láser se mueve en estos dos ejes para crear los grabados o cortes.
El eje X corresponde al movimiento de izquierda a derecha y el eje Y corresponde al movimiento de adelante y atrás.
Aquellos usuarios familiarizados con impresoras 3D encontrarán estos ejes familiares y quizás se pregunten ¿y el eje Z?. En las grabadoras y cortadoras láser, no es necesario tener movimiento de eje Z ya que se crean grabados en 2 dimensiones (X e Y).
El eje Z corresponde al movimiento de arriba y abajo y en las grabadoras láser este eje es fijo y se ajusta manualmente dependiendo la altura del objeto que queramos grabar.
1.6. Flujo de trabajo de una grabadora láser
Veamos las etapas que componen realizar un grabado o corte láser.
Comenzaremos con una explicación básica de este flujo de trabajo y a lo largo del curso vamos a profundizar en cada etapa.
Paso 1: Diseño
El proceso comienza con un diseño o imagen para grabar. Puede ser un diseño creado por propia autoría o una imagen que obtuvimos en internet y descargamos en nuestra PC.
Paso 2: Preparación de archivo para grabar
Ahora debemos preparar el archivo que deseamos grabar. En esta etapa se configura la potencia del láser, velocidad de movimientos, tipo de grabado, tamaño de grabado/corte y demás configuraciones.
Paso 3: Preparación de máquina láser
Las grabadoras láser de tipo diodo posee pocos ajustes o calibraciones que se deben realizar antes de un grabado. En general, lo que debemos hacer antes de comenzar un grabado es ajustar el área de trabajo con respecto a nuestro objeto a grabar y ajustar la altura del módulo láser.
Paso 4: Grabado o Corte Laser
Finalmente, tenemos la etapa de grabado o corte en sí. Algunas máquinas tienen la capacidad de leer los archivos de grabado mediante una tarjeta SD o pendrive, y en otros casos es necesario utilizar un cable USB para conectarse con la PC y enviar los comandos de grabación a la máquina.
1.7. Seguridad: Precauciones y elementos
La seguridad es un aspecto muy importante cuando trabajamos con máquinas grabadoras y cortadoras láser.
Como primera medida, es importante leer las medidas de seguridad incluidas en las instrucciones de nuestra grabadora láser.
A continuación mencionaremos algunos aspectos de seguridad que debemos tener en cuenta cuando operemos nuestra máquina de grabado y corte láser.
- Protección ocular: Los láser producen un haz de luz muy concentrado que puede ser dañino para la visión. Por esta razón siempre se deben utilizar antiparras de protección ocular cuando el usuario se encuentre operando la máquina al igual que todas las personas que se encuentren en el mismo lugar que la máquina. En algunos casos, las máquinas láser poseen cerramientos que impiden que la radiación y luz generada por el láser se filtre fuera del espacio de trabajo. Sin embargo, en muchos casos, las máquinas láser son abiertas, por lo que es necesario tener protección ocular.
La mayoría de las máquinas grabadoras láser incluyen antiparras de protección ocular. En caso de que no los incluya, se recomienda comprarlos para evitar daños a la visión. - Ventilación adecuada: Muchos materiales pueden producir humo o vapores cuando se cortan o se graban. Es importante asegurarse de que el área de trabajo se encuentre correctamente ventilada para evitar la acumulación de humo y/o vapores.
- Objetos inflamables: Es muy importante tener en cuenta que muchos objetos son altamente inflamables y al entrar en contacto con el láser pueden producir fuego o llamas. Se debe estar atento al láser cuando se encuentre en operación y se recomienda tener un extintor de llamas cercano al área de trabajo.
- Materiales tóxicos: Algunos materiales como Teflón, Fibras de carbono, PVC, PVB, y demás, pueden producir vapores tóxicos y contaminantes aéreos. Cuando se trabaje con un material desconocido se recomienda revisar la hoja de datos de seguridad de la misma y verificar que no produce vapores tóxicos cuando se graba o corta con láser.
1.8. Cierre del módulo
¡Felicidades! 🥳
Has completado el primer módulo de nuestro curso de grabado láser. Aquí hemos descubierto los fundamentos esenciales que sientan las bases para todo lo que vendrá a continuación.
El grabado láser es una tecnología poderosa y versátil, y ahora tienes una comprensión sólida de sus principios básicos. Este módulo te ha proporcionado una base teórica y práctica para avanzar a módulos más avanzados donde explicaremos la instalación, configuración, operación y mantenimiento de las grabadoras láser.