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Espumas

Las espumas se forman como compartimientos que retienen gas dentro de un material. Las espumas generalmente están hechas con polímeros pero también se pueden hacer con cerámica o metales. En espumas de celdas abiertas, los compartimientos están interconectados y llenos de aire. Las espumas de celdas abiertas se pueden comprimir fácilmente porque el aire puede fluir libremente a través de los compartimientos. Para espumas de celdas cerradas, los compartimientos de gas no están conectados. En cambio, cada compartimiento está completamente rodeado de un material sólido. Debido a que el gas está retenido en los compartimientos, las espumas de celdas cerradas no se comprimen con tanta facilidad como las de celdas abiertas. Todos los tipos de espumas se pueden procesar para corte, grabado y marcado láser.

Muestras de espumas

Tipos de espuma








Tipos de procesos mediante láser

Los láseres están desempeñando un papel en continua expansión en el procesamiento de materiales, desde el desarrollo de nuevos productos a la fabricación en grandes volúmenes. Para todos los procesos láser, la energía de un haz láser interactúa con un material para transformarlo de alguna manera. Cada transformación (o proceso láser) es controlada mediante una regulación exacta de la longitud de onda, la potencia, el ciclo de trabajo y la tasa de repetición del haz láser. Estos procesos láser incluyen los siguientes:

Todos los materiales tienen características especiales que dictan la forma en que interactúa el haz láser y por consecuencia la modificación del material. Los procesos para espumas más comunes son los siguientes:

Corte láser de espuma
La espuma basada en polímeros se puede cortar de forma eficiente con un láser CO2. El haz láser calienta el material que está directamente en el recorrido, causando que se vaporice. Si la potencia láser es lo suficientemente alta, el haz láser cortará completamente a través del material. Los polímeros se evaporan rápidamente cuando se cortan con un haz láser, lo que produce bordes suaves con una mínima zona afectada por el calor. Para espumas basadas en metal, es más efectivo un láser de fibra. El láser de fibra puede cortar láminas delgadas de espuma (de hasta 3 mm o 1/8"). La espuma basada en cerámica no se corta generalmente con láser porque es muy frágil y se puede agrietar.

Grabado láser de espuma
La potencia del haz láser puede ser limitada, por lo tanto remueve (graba) material hasta una profundidad específica. Un láser CO2 es mejor para el grabado láser de espumas de polímeros, mientras que el láser de fibra es mejor para espumas de metal. El proceso de grabado láser se puede usar para crear patrones y diseños en la superficie de la espuma. El grabado láser también puede usarse para transmitir información.

Marcado láser de espuma
Las espumas de metal y cerámica se pueden marcar con láser usando un láser de fibra. La energía de un haz láser de fibra es absorbida por la superficie del material, lo que hace que se caliente y cambie de color o tono. Este cambio de aspecto crea una marca visible sin la remoción de material. El marcado láser también se puede usar para crear patrones o transmitir información.

Proceso combinado
Los procesos de corte, grabado y marcado láser que se describen arriba se pueden combinar sin tener que mover o reajustar la espuma.







Consideraciones generales sobre el sistema láser para espumas

Tamaño de plataforma – Debe ser suficientemente grande para sujetar las hojas más grandes de espuma que se procesarán con láser o estar equipada con capacidad Clase 4 y precauciones de seguridad para procesamiento de hojas más grandes

Longitud de onda – Una longitud de onda de 10,6 micrones es la mejor elección para corte y grabado láser de espumas de polímeros. Una longitud de onda de 1,06 micrones es la mejor elección para corte, grabado y marcado de espumas de metal. Una longitud de onda de 1,06 micrones también es la mejor elección para marcado láser de espumas de cerámica

Potencia láser - debe seleccionarse de acuerdo a los procesos que se realizan. 25 a 150 vatios (láser CO2) es mejor para procesamiento láser de espumas de polímeros. Un láser de fibra de 40 a 50 vatios es mejor para procesamiento láser de espumas de cerámica

Lentes – Un lente de 2.0 es el mejor lente de proceso general para el procesamiento de espumas mediante láser

Mesa de corte – Soporta hojas de espuma para corte láser

Escape – Debe tener un flujo suficiente para remover los gases y partículas generados durante el proceso láser del equipo de grabado, corte y marcado láser de espumas

Asistencia de aire – Proporciona un chorro de aire cerca del punto focal del láser para ayudar a remover gases y partículas generados durante el grabado, corte y marcado láser de espumas.



Consideraciones ambientales, de salud y de seguridad para procesamiento de materiales mediante láser de espumas

Las interacciones del láser con el material casi siempre crean emanaciones gaseosas o partículas. Las emanaciones del procesamiento láser de espumas incluirán varios compuestos orgánicos volátiles (COV) y deben ser conducidas al ambiente exterior. Alternativamente, las emanaciones pueden ser tratadas primero con un sistema de filtrado y luego conducidas al ambiente exterior. La combustión de la espuma es inherente al procesamiento láser y puede producir llamas. Por lo tanto, el procesamiento de materiales mediante láser de espumas siempre debe ser supervisado.