Desde los comienzos, allá por finales de los sesenta, hasta la fecha actual, la implantación del láser en la industria ha sufrido una continua evolución pasando de ser una herramienta exótica a una indispensable para la fabricación de diversos componentes. En la actualidad, el láser es una herramienta muy extendida y utilizada, sobre todo en los procesos de marcado, corte o soldadura. Sin embargo, durante los primeros intentos de desarrollar un láser capaz de ser utilizado en la industria, se tuvieron que salvar una serie de dificultades para poner a punto estos procesos.
No cabe duda que el propio desarrollo del láser está ligado a la industria y a sus demandas, que han ido cambiando rápidamente a lo largo de estos 40 años. Así, el procesado láser de materiales (al igual que muchas técnicas de fabricación no convencionales) ha experimentado un desarrollo espectacular y el láser ha sido una herramienta clave para algunos procesos que inicialmente no habían sido ni siquiera imaginados. De esta forma, partiendo de una tecnología completamente nueva y desconocida se han conseguido desarrollos que permiten ofrecer soluciones industriales completamente operativas y fiables en la actualidad.
Dos vías de desarrollo
El desarrollo a lo largo de estos años se ha centrado fundamentalmente en dos vías. Por un lado, la mejora espectacular que han experimentado las propias fuentes generadoras del haz láser y sus componentes auxiliares y, por otro lado, la creación y mejora de nuevos sistemas y equipamiento capaces de aplicar el haz láser generado sobre diferentes materiales y procesos. Además, este desarrollo, lejos de frenarse, continúa dando frutos, y en los últimos años se ha visto la incorporación de nuevas fuentes láser como los láser de fibra, cuyo futuro parece no tener límites. También se ha comenzado a utilizar el láser en procesos diferentes a los habituales, tales como tratamientos térmicos, texturizado de superficies, aporte selectivo de capas metálicas, limpieza de superficies…
Por tanto, a lo largo de este artículo se presentarán los principales desarrollos que supusieron la incorporación del láser como una herramienta capaz de ser utilizada en procesos de fabricación, así como un resumen del estado actual de la tecnología, que sin la pretensión de ser un análisis pormenorizado de todos las aplicaciones láser en la industria actual, sí pretende dar una idea de la relevancia que van adquiriendo estos procesos.
Propiedades del haz láser
Para comprender todos los desarrollos que se han realizado alrededor del láser, es necesario conocer las características y propiedades de esta fuente de energía. Comenzando por su propia definición, como es bien sabido, el láser es un acrónimo inglés que proviene de “Light Amplification by Stimulated Emision of Radiation”. Es decir, algo así como “Amplificación de Luz mediante Estimulación de Emisión de Radiación”. Dicho de manera más sencilla, se genera luz mediante un estímulo externo, y este haz de luz se amplifica en el generador láser. Por tanto, continuando con esta definición, se puede decir que el láser es un dispositivo que emite luz amplificada.
A pesar de que existen diversos tipos de fuentes de luz (fluorescentes, bombillas de filamentos, arcos eléctricos,…) el láser emite luz con unas características muy especiales, lo que va a permitir su empleo en una gran cantidad de aplicaciones. Dando una definición más rigurosa, la “luz” que emite un láser es en realidad una onda electromagnética la cual tiene una longitud de onda determinada. A diferencia de otras fuentes de luz como una bombilla convencional, una lámpara fluorescente o incluso la luz que proviene del sol, la luz generada por el láser es monocromática, o lo que es lo mismo: de una única longitud de onda, mientras que en las fuentes de luz convencionales se mezclan rayos de luz de diferentes longitudes de onda.
Por otro lado, otra propiedad importante de la luz láser es la coherencia. Se dice que varias ondas electromagnéticas son coherentes cuando están en fase, es decir, cuando todas tienen la máxima amplitud en el mismo instante.
Por último, se dice que la luz láser es direccional, ya que todas las ondas electromagnéticas viajan prácticamente en una única dirección, por lo que la luz láser apenas diverge, al contrario que la luz convencional de una bombilla, que viaja en todas las direcciones y que rápidamente diverge en el espacio. Para dar una idea de esta propiedad, una de las aplicaciones del láser fue la medición de la distancia entre la tierra y la luna. Tras la colocación de un sistema de espejos en la superficie de la luna, desde la tierra se enviaron una serie de pulsos láser que, tras rebotar en el espejo, fueron captados de nuevo en la tierra. Dado que se conoce la velocidad de propagación de la luz, se pudo calcular el tiempo del “viaje” de los pulsos emitidos, y de esta manera se pudo calcular la distancia entre la tierra y la luna con pocos centímetros de error. Se pudo comprobar como un haz láser de milímetros de diámetro, se reflejaba en la luna con un diámetro inferior a 2.000 metros, tras haber viajado ¡más de 384.000 kilómetros!
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