Aplicación de la tecnología láser en materiales de construcción

El láser, gracias a su alta energía y acción sobre el material para lograr un efecto de procesamiento, es el método más sencillo para la aplicación en materiales metálicos y cuenta con el desarrollo y la aplicación más consolidados en el mercado. Principalmente, se utiliza en placas de hierro, acero al carbono, acero inoxidable, cobre, aleaciones de aluminio, etc. Las placas de hierro y el acero al carbono se utilizan principalmente en estructuras metálicas, como automóviles, componentes de maquinaria de construcción y tuberías de transporte, que requieren corte y soldadura de alta potencia. El acero inoxidable, común en baños, utensilios de cocina y herramientas de corte, no requiere un gran espesor, por lo que un láser de potencia media es suficiente.

En China, los proyectos de vivienda e infraestructura 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 el país que más acero utiliza. Los materiales de construcción pueden considerarse uno de los pilares de la economía china. Dado que los materiales de construcción requieren un procesamiento intensivo, ¿qué aplicaciones tiene la tecnología láser en este sector? Actualmente, la cizalla hidráulica o la rectificadora se utilizan principalmente para las barras y vigas de los cimientos o estructuras de los edificios. El láser se utiliza más en tuberías, puertas y ventanas.

Procesamiento láser de tuberías metálicas para la construcción, utilizadas en la fabricación de tuberías de agua, gas natural, alcantarillado, cercas, acero galvanizado y acero inoxidable. Ante la creciente demanda de resistencia y estética en la industria de la construcción, los requisitos para el corte de tuberías también han mejorado. Generalmente, las tuberías originales de fábrica suelen tener una longitud de 10 o incluso 20 metros. Tras su uso en diversos entornos, debido a las diferentes aplicaciones, se procesan en piezas de distintas formas y tamaños para satisfacer las necesidades de las distintas industrias.

La tecnología de corte láser de tuberías se ha introducido rápidamente en la industria, siendo muy adecuada para el corte de todo tipo de tuberías metálicas. Se caracteriza por su alta automatización, eficiencia y rendimiento. Para materiales de construcción con un espesor de tubería metálica generalmente inferior a 3 mm, 1000 vatios de potencia láser son suficientes para el corte, y con más de 3000 vatios se logra un corte de alta velocidad. Anteriormente, cortar una tubería de acero inoxidable con una fresa de disco abrasivo tomaba aproximadamente 20 segundos, mientras que con el corte láser solo se necesitan 2 segundos, lo que mejora considerablemente la eficiencia. Por lo tanto, en los últimos cuatro o cinco años, los equipos de corte láser han reemplazado en gran medida a los equipos tradicionales de corte mecánico con cuchilla.

La aparición del proceso de corte láser de tuberías permite que las tareas tradicionales de aserrado, punzonado y perforación se completen automáticamente en una sola máquina. Permite cortar tuberías, orificios, contornos y patrones. Para el proceso de corte láser de tuberías, solo es necesario introducir las especificaciones requeridas en el ordenador, y el equipo realiza la tarea de corte de forma automática, rápida y con alta eficiencia. Cuenta con alimentación, sujeción, rotación y ranurado automáticos, siendo adecuado para tuberías redondas, cuadradas, planas, etc. El corte láser cumple prácticamente con todos los requisitos del corte de tuberías, logrando un modo de procesamiento eficiente.

Las puertas y ventanas son una parte importante de la industria de la construcción inmobiliaria en China; todas las casas necesitan puertas y ventanas. Debido a la enorme demanda de este sector, y al aumento anual de los costos de producción, se exigen mayores requisitos en cuanto a la eficiencia y la calidad de los productos. Las puertas, ventanas, redes antirrobo, barandillas y otros componentes utilizan una gran cantidad de acero inoxidable, principalmente chapa y tubos redondos con un espesor inferior a 2 mm. Mediante tecnología láser, se puede lograr un corte, ahuecado y troquelado de alta calidad en el extremo de apertura de las chapas y tubos redondos de acero inoxidable. Actualmente, la soldadura láser portátil es muy práctica y se utiliza para la soldadura sin fisuras de las piezas metálicas de puertas y ventanas. Como ocurre con la soldadura por puntos, ya no aparecen huecos ni juntas de soldadura, lo que mejora el rendimiento general de las puertas y ventanas, haciéndolas más estéticas.

El consumo anual de puertas, ventanas, redes antirrobo y barandillas es muy elevado. El uso de láseres de baja y media potencia permite realizar cortes y soldaduras. Sin embargo, dado que la mayoría de estos productos se personalizan según el tamaño de la vivienda y son instalados por pequeñas empresas de puertas y ventanas o empresas de decoración, la práctica habitual sigue siendo el corte con muela abrasiva, la soldadura por arco y la soldadura a la llama, entre otros métodos tradicionales. Existe un gran potencial para que el procesamiento láser reemplace las tecnologías tradicionales.

Posibilidad de procesamiento láser de materiales de construcción no metálicos: Los materiales de construcción no metálicos, principalmente cerámica, piedra y vidrio, se procesan principalmente con muelas abrasivas y cuchillas mecánicas, dependiendo completamente de la operación y el posicionamiento manual. El corte produce gran cantidad de polvo, residuos y ruido molesto, con un alto potencial de daño para la salud. Actualmente, cada vez menos jóvenes están dispuestos a realizar esta tarea. Estos tres tipos de materiales de construcción presentan riesgo de colapso y rotura. El procesamiento láser del vidrio ya se ha desarrollado; la composición del vidrio, compuesta de silicato y cuarzo, facilita su reacción con el rayo láser para lograr un corte efectivo. El procesamiento del vidrio ha sido objeto de numerosos debates. Sin embargo, el corte láser de cerámica y piedra rara vez se considera en la actualidad y requiere mayor investigación. Al encontrar la banda y la potencia adecuadas del láser, también se podría intentar cortar cerámica y piedra, logrando un corte con menos polvo y sin ruido. Espero que en el futuro haya empresas nacionales que intenten innovar en este campo.

Exploración del procesamiento de escenas con láser: en obras de construcción residenciales, autopistas, puentes, vías férreas y otros proyectos de infraestructura, se requiere la colocación de gran cantidad de materiales en el sitio de construcción. El procesamiento de las piezas con equipos láser suele limitarse al taller, para luego transportarlas al lugar de aplicación. Por lo tanto, explorar cómo procesar las piezas con equipos láser en tiempo real en el lugar de aplicación podría ser una dirección importante para el desarrollo futuro del láser.