Durante mucho tiempo los láseres han sido la herramienta de elección para corte y soldadura de metales, gracias a la amplia lista de ventajas que ofrecen frente a métodos tradicionales. Ahora los procesos de curado industrial de revestimiento en polvo también se pueden beneficiar de estas ventajas, específicamente la velocidad que proporcionan los láseres, control preciso de tiempo de proceso, lo cual ahorra energía, gracias a la extraordinaria eficiencia de curado que ofrecen.
Los láseres de diodo son la opción ideal para realizar el curado, dado que combinan la mayor eficiencia de conversión de energía eléctrica con el costo por watt más bajo de la industria. El curado se logra con una luz láser infrarroja de alrededor de 970 nanómetros, donde la radiación penetra unos pocos micrones debajo de la superficie revestida. La transferencia de energía a la capa de revestimiento en polvo se realiza rápidamente, de la misma manera que un horno de microondas acelera la preparación de alimentos al cocinarlos de adentro hacia afuera.
Adicionalmente, la energía residual generada por el proceso es muy poca, lo que es fundamental cuando el recubrimiento fue aplicado a materiales sensibles a la temperatura como polímeros o madera. Una ventaja adicional es que, dado la naturaleza de la luz láser, esta puede ser dirigida únicamente al área que se desea curar. Finalmente, dado que la mayor parte del aporte de calor permanece en el recubrimiento, el tiempo de enfriamiento parcial suele ser de segundos, en lugar de minutos.
Al utilizar láseres para realizar el curado de revestimiento en polvo el impacto ambiental también se ve reducido, dado que los láseres sólo consumen energía cuando se están procesando partes y no existe inactividad entre lotes. Además, el láser alcanza la potencia deseada en cuestión de milisegundos y también se apaga de manera instantánea.
Otra gran ventaja es que la naturaleza expansible del láser permite que los requisitos de seguridad ocular sean mucho menos estrictos que para corte y soldadura láser.
En cuanto a espacio, los sistemas láser para curado de revestimiento en polvo no sólo ocupan mucho menos espacio en la fábrica, sino que, además, por la naturaleza del láser, no se genera calor residual que caliente el espacio donde se ubique.
Las partes recubiertas que han sido curadas mediante láser han superado satisfactoriamente las pruebas de calidad estándar ASTM, como las pruebas de rayado cruzado, solvente e impacto. No se detectan diferencias entre los recubrimientos en polvo curados con láser y aquellos tratados con métodos convencionales, como hornos de convección o lámparas de infrarrojos. Este resultado no es sorprendente, dado que el calentador láser utiliza una longitud de onda similar, lo que permite una curación mediante mecanismos análogos a los de las lámparas.
Aunque las lámparas y los láseres comparten características positivas, como el rápido curado mediante luz infrarroja y la rápida activación, los láseres ofrecen ventajas en términos de costos operativos. La alta precisión direccional de la radiación láser garantiza que el 90 % de la luz contribuya al proceso de curado del recubrimiento en polvo. A diferencia de las lámparas infrarrojas, que comienzan a deteriorarse inmediatamente y necesitan ser reemplazadas después de uno o dos años de uso constante, los láseres de diodo son excepcionalmente duraderos. Por ejemplo, IPG Photonics ofrece su calentador de diodo DLS-ECO con una garantía total de 3 años y prevé más de siete años de operación sin necesidad de mantenimiento. Los fabricantes que opten por el curado mediante láser disfrutarán de significativos ahorros en las facturas de energía y los costos de mantenimiento.
A diferencia de los hornos tradicionales, donde puede resultar casi imposible el implementar sensores infrarrojos de temperatura que permitan supervisar la temperatura de curado y el tiempo de ciclo, los gabinetes láser admiten metrología para controlar con precisión la temperatura de curado y el tiempo de ciclo, lo que hace posible que el láser gelifique la capa de polvo en cuestión de segundos sin sobrepasar la marca. Una cámara de luz visible permite al operador observar el acabado brillante característico de las piezas completamente curadas, y el proceso láser puede detenerse en el momento en que se completa el curado, eliminando la necesidad de aplicar calor o tiempo de proceso adicionales, como es común en los métodos de curado tradicionales. Toda la información de los procesos es almacenada para control de calidad y los archivos de trabajo guardados y modificados según sea necesario. 
El cabezal de proyección liviano de los láseres puede ser montado en un brazo robótico o girado sobre un pórtico, permitiendo que las piezas recubiertas sean transportadas debajo de dicho cabezal. Esto permite el rápido procesamiento de piezas con superficies planas, eliminando cuellos de botella. Además, incluso si la pieza no es plana, gracias a que el láser se proyecta, no se enfoca, la calidad del curado no se ve afectado por la topología de la pieza. El curado con láser también es posible sin línea de visión directa: el láser calienta primero la superficie superior para eventualmente curar también las áreas fuera de la línea de visión. Este curado es puramente térmico, similar a los hornos de convección, pero más rápido gracias a la naturaleza de calentamiento directo del láser.
La cantidad inicial de capital requerida para adoptar el proceso de curado por láser puede no ser viable para todas las operaciones que utilizan revestimientos en polvo. Para primeros usuarios, la inversión necesaria para adquirir un equipo de curado por láser puede ser hasta cuatro veces mayor que la requerida para un horno de caja a gas, o el doble que la necesaria para una lámpara de infrarrojos. Sin embargo, los operadores que priorizan el rendimiento pueden beneficiarse de una mayor capacidad de producción, costos operativos reducidos y una optimización del espacio en la planta de producción, lo que les permite recuperar rápidamente la inversión inicial. A continuación, se presenta una tabla que compara las ventajas y desventajas del curado con láser, lámparas de infrarrojos y hornos de convección por gas. Es probable que las operaciones de revestimiento en polvo menos enfocadas en el rendimiento no se aventuren a adoptar la tecnología láser, similar a cómo los talleres más pequeños tardaron en adoptar los procesos de corte y soldadura láser que ahora son comunes.
La aplicación de la tecnología láser se ha extendido hasta entornos industriales, incluyendo talleres y fábricas, donde se utiliza para tareas como corte, soldadura, limpieza, y ahora, para ofrecer mejoras significativas en el proceso de curado. Las grandes empresas dedicadas al revestimiento en polvo que adopten esta tecnología pueden esperar un aumento notable en la productividad y el rendimiento. Esto se traduce en beneficios tangibles derivados de un control más preciso del proceso, así como en la liberación de espacio valioso en sus instalaciones, al tiempo que experimentan reducciones en sus facturas de energía eléctrica.
Para más información, visualice el video:
MÁS INFORMACIÓN:
Correo: sales.mx@ipgphotonics.com
Teléfono: 81 1354 2524 Ext. 3
