NITRÓGENO
GENERADOR PARA
CORTE POR LÁSER
El objetivo de este artículo es ofrecer una visión completa sobre los generadores de Nitrógeno in situ para el corte por láser. Para alcanzar nuestro objetivo, debemos discutir brevemente la aplicación y los beneficios de la generación de Nitrógeno in situ.
CORTE POR LÁSER DE METALES
"LASER" es el acrónimo de Amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación. Un láser es un dispositivo que genera un haz intenso de radiación monocromática coherente en la región infrarroja, visible o ultravioleta del espectro electromagnético mediante la emisión estimulada de fotones a partir de una fuente excitada. La tecnología láser afecta prácticamente a todos los aspectos de la vida cotidiana, incluyendo también la fabricación y la manufactura del Metal.
El corte de metales y otros materiales, desde láminas de plástico hasta cerámica refractaria, es una aplicación consolidada del láser que no deja de crecer a medida que se conocen sus ventajas cualitativas. En la práctica industrial, un rayo láser infrarrojo continuo de dióxido de carbono es el caballo de batalla de la industria. Éste corta una ranura casi invisiblemente pequeña en el metal a una distancia de uno o dos milímetros del extremo de su boquilla. En funcionamiento, la primera tarea es iniciar el corte, ya sea empezando por el borde del Metal o por "KEYHOLING", es decir, cortando un agujero inicial en línea recta hacia abajo. El agujero de chaveta suele ser irregular, por lo que los operarios suelen realizarlo en una parte de la pieza que será desechada. Una vez puesto en marcha, los láseres pueden cortar acero de gran calibre y muy resistente, dejando sólo un pequeño corte de material desperdiciado, a menudo inferior a 0,5 mm. El acabado del borde cortado es la clave de la economía del corte por láser. Dado que no suele ser necesaria ninguna operación posterior para alisar el borde, se evitan considerables costes de acabado.
TECNOLOGÍAS LÁSER
Existe una gran variedad de máquinas láser, que utilizan diferentes tecnologías para producir el rayo láser:
- LÁSERES DE DIÓXIDO DE CARBONO, que emiten haces continuos de unos pocos kilovatios en la banda de los 10 infrarrojos, son los láseres más utilizados en el procesado de metales.
- LÁSERES DE FIBRAS ÓPTICAS, en los que el medio de ganancia activo es una fibra óptica dopada con elementos de tierras raras como erbio, iterbio, neodimio, etc.
- LASERES SLAB, que utilizan alta frecuencia entre dos electrodos refrigerados por agua (losas) para estimular el gas láser
- LÁSERES DE NEODIMIO-YAG (granate de itrio y aluminio), que emiten pulsos cortos y extremadamente intensos de 1 radiación, favorecidos únicamente para perforar pequeños orificios en material fino.
NITRÓGENO COMO GAS AUXILIAR
El uso de todos los láseres para cortar se basa en general en un "GAS DE AYUDA" , normalmente Oxígeno, que reacciona con el Metal fundido por el láser y deja un corte limpio. Del mismo modo, para los materiales que no pueden o no deben quemarse, puede emplearse un chorro de Nitrógeno a Alta presión. La oxidación de ciertos materiales puede ser un problema indeseable causado por la aplicación de calor en presencia de Oxígeno, ya que produce decoloración y hace que se forme una capa de carbón en el borde cortado. Esto puede afectar al aspecto del producto acabado o provocar la falta de adherencia de cualquier revestimiento o acabado de pintura sobre la superficie oxidada. Debido a sus propiedades inertes, el gas NITROGEN evita la oxidación al permitir que el láser funcione en un entorno libre de oxígeno. Por ello, un conjunto de boquillas coaxiales suministra directamente el "gas de asistencia" al punto de corte. Esto asegura la colocación precisa de la presión del gas por encima del charco de metal fundido formado por el láser, limpiando el corte y soplando el material fundido. Esto produce un borde limpio sin ningún material residual adherido a la parte inferior del material (a veces denominado "escoria").
NITRÓGENO COMO GAS GUÍA
Además, el Nitrógeno es también el medio ideal para utilizar en el haz "GUIDE-WAY PURGING" ya que está seco, limpio y libre de aceite, con un contenido contaminante muy bajo. De hecho, muchas máquinas generadoras de láser producen el haz en una sección y tienen que dirigirlo al punto de uso. El haz láser suele estar contenido en tubos telescópicos huecos y fuelles flexibles, y varias lentes y espejos lo enfocan y reflejan hasta la zona objetivo. Para evitar que el haz se distorsione y mantener su potencia e intensidad, es necesario que la trayectoria del haz esté libre de partículas de suciedad y de cualquier otro contaminante que pueda hacer que se desvíe o pierda potencia. Las lentes y los espejos refrigerados por agua también deben estar libres de suciedad, hidrocarburos condensados y vapor de agua que, de lo contrario, podrían provocar quemaduras y marcas en estos costosos componentes.
NITROGAS® NGGENERADORES DE NITRÓGENO PARA CORTE POR LÁSER
Obtener un suministro adecuado de gas Nitrógeno para el corte por láser de Metal puede resultar problemático y caro. Los métodos tradicionales de suministro son las bombonas de alta presión, los fardos y los recipientes de almacenamiento a granel, que implican gastos de alquiler, rellenado y entrega, tasas medioambientales y tramitación de pedidos, además de otras muchas problemáticas como la supervisión del suministro, la gestión de los pagos, la manipulación y el mantenimiento del almacenamiento, etc. Si, además, el precio del gas y las tarifas de los proveedores aumentan continuamente mientras que el impacto medioambiental de las entregas por camión adquiere importancia, el coste del suministro tradicional se vuelve extremadamente elevado y difícil de presupuestar.
Basándose en las técnicas específicas de utilización del Nitrógeno emitidas por los fabricantes de máquinas de corte por láser, Gasgen ha diseñado y concebido NITROGAS® LC series, una gama completa de Generadores de nitrógeno PSA para la aplicación del corte por láser.
NITROGAS® NGGENERADORES DE NITRÓGENO PARA CORTE POR LÁSER
CUMPLIMIENTO DE LOS REQUISITOS TÉCNICOS DE LOS PRINCIPALES FABRICANTES MUNDIALES DE MÁQUINAS DE CORTE POR LÁSER
La Generación en planta es una solución sencilla e inteligente para ahorrar dinero, mejorar la eficiencia y tomar el control total de su proceso de suministro, generando la cantidad exacta de Nitrógeno con la pureza necesaria. Mediante la Tecnología PSA (Pressure Swing Adsorption), los Generadores de nitrógeno NITROGAS® LC para corte por láser producen Nitrógeno a partir de aire industrial de clase 1.4.1, Norma ISO 8573.1-2010. El aire seco y limpio procedente de un compresor industrial estándar y de un sistema de tratamiento de aire se "tamiza" esencialmente para eliminar el Oxígeno y otros gases traza, mientras que el Nitrógeno se deja pasar hasta la aplicación. Mediante el uso de tamices moleculares (CMS) especialmente seleccionados, los generadores de Nitrógeno NITROGAS® LC para corte por láser permiten obtener Nitrógeno extremadamente puro (hasta el 99,999%) con un consumo de aire muy moderado.
BENEFICIOS DE LA GENERACIÓN IN SITU
La separación no criogénica del aire es un proceso bien conocido, pero las características de diseño y control aplicadas en los generadores de Nitrógeno NITROGAS® LC ayudan a maximizar la producción de gas y a reducir el consumo de aire, alcanzando los más altos niveles de eficiencia. Como resultado, elegir un Generador de nitrógeno en planta en lugar de depender de un suministro externo tradicional puede suponer una reducción de costes de hasta el 90%: el periodo de amortización de la inversión suele ser de entre 6 y 24 meses.
COSTES TRANSPARENTES, SÓLO NECESITA AIRE COMPRIMIDO
Los Generadores de nitrógeno NITROGAS® LC eliminan la necesidad de transporte y almacenamiento, por lo que ayudan a minimizar el impacto medioambiental del uso de Nitrógeno para procesos industriales. Además, los sistemas pueden ayudar a conseguir entornos de trabajo más seguros, ya que eliminan los riesgos de seguridad relacionados con los suministros externos, como el almacenamiento, la manipulación y la sustitución de las pesadas botellas de alta presión.
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