¿Cómo funciona una máquina de corte por láser?

Parte 1 — Introducción y qué ocurre realmente cuando el láser se encuentra con el material

¿Cómo funciona una máquina de corte por láser?

Muchas personas saben que el corte por láser es rápido, preciso y se utiliza ampliamente en la fabricación moderna. Sin embargo, cuando se pregunta cómo funciona realmente el corte por láser, la mayoría de las explicaciones se quedan en un nivel muy general: el láser se enfoca, el material se funde y se forma el corte.

En la producción real, las cosas son mucho más complejas. Dos máquinas con la misma potencia de láser pueden producir resultados de corte muy diferentes. Pequeños cambios en la posición de enfoque, la velocidad o el gas de asistencia pueden convertir un corte limpio en mucha rebaba (dross), bordes rugosos o decoloración.

Este artículo no describe qué es una máquina de corte por láser ni cómo elegir una. En cambio, se centra en una sola pregunta:

¿Qué ocurre realmente durante el proceso de corte por láser, desde el momento en que el haz impacta el material hasta el momento en que se forma un corte terminado?

Al comprender el proceso de corte en sí —no solo la máquina— podrás entender mejor por qué ciertos parámetros importan, por qué aparecen defectos y por qué un corte estable es un equilibrio y no un ajuste fijo.

¿Qué ocurre cuando un haz láser impacta el material?

El corte por láser no es un proceso mecánico. El material no se “corta” como si se rebanara o cizallara. En su lugar, el corte ocurre porque el láser entrega una gran cantidad de energía en un área extremadamente pequeña.

Cuando el haz láser enfocado toca la superficie del material, tres cosas ocurren casi al instante:

• La superficie del material absorbe parte de la energía del láser
• La temperatura en el punto focal aumenta extremadamente rápido
• El material comienza a cambiar de fase: de sólido a líquido, o de líquido a vapor

Todo este proceso ocurre en milisegundos y se repite continuamente a medida que el cabezal de corte se mueve a lo largo de la trayectoria programada. Cómo funciona un cortador láser CO2

La densidad de energía es la clave

La razón por la que un láser puede cortar metal no es solo porque sea potente, sino porque su energía está altamente concentrada. El haz se enfoca en un punto que a menudo es menor de 0,1 milímetros de diámetro.

Cuando varios kilovatios de potencia se enfocan en un área tan pequeña, la densidad de energía se vuelve extremadamente alta. Esto permite que el material alcance la temperatura de fusión o vaporización casi de inmediato.

Si el haz se distribuyera sobre un área mayor, la misma potencia no podría cortar nada. Por eso la posición de enfoque y la calidad del haz son tan importantes en el corte por láser.

Absorción y reflexión ocurren al mismo tiempo

No toda la energía del láser es absorbida por el material. Parte del haz se refleja, especialmente al cortar metales con superficies brillantes o reflectantes como el aluminio o el cobre.

La porción de energía que sí se absorbe se convierte en calor. Cuanto mayor sea la tasa de absorción, más fácil será iniciar y mantener un corte estable.

Esto también explica por qué distintos tipos de láser se comportan de manera diferente en distintos materiales. Por ejemplo, los láseres de fibra se absorben mucho mejor en metales que los láseres de CO₂, lo que afecta directamente la eficiencia de corte.

El corte por láser es un proceso térmico continuo

Un malentendido común es pensar que el láser “corta” el material de una vez. En realidad, el corte por láser es un proceso continuo.

A medida que el cabezal de corte avanza:

• Se calienta constantemente material nuevo
• El material fundido es empujado hacia abajo
• El gas de asistencia elimina el material fundido del kerf (ranura de corte)

Un corte estable solo existe cuando estos pasos se mantienen equilibrados. Si el calentamiento, la fusión o la evacuación del material se vuelven inestables, los defectos de corte aparecen de inmediato.

Comprender este equilibrio es la base para entender la calidad del corte por láser.

Parte 2 — Tres mecanismos físicos detrás del corte por láser

Aunque el corte por láser a menudo se describe como un proceso único, en realidad funciona mediante mecanismos físicos diferentes según el material, el tipo de láser y el gas de asistencia.

Comprender estos mecanismos es fundamental, porque la velocidad de corte, la calidad del borde y la formación de defectos están directamente relacionadas con cómo reacciona el material a la energía del láser.

En la práctica, el corte por láser se basa principalmente en tres mecanismos:

• Fusión térmica
• Vaporización
• Corte asistido por oxidación

Cada mecanismo se comporta de manera diferente y requiere ajustes de parámetros distintos.

1. Fusión térmica: el mecanismo más común para cortar metal

Para la mayoría de las aplicaciones de corte de metal —especialmente acero inoxidable y aluminio— el proceso de corte por láser está dominado por la fusión térmica.

En este mecanismo, el haz láser calienta la superficie del metal hasta alcanzar su punto de fusión. El material no se quema ni explota; simplemente pasa de sólido a líquido.

Una vez fundido, el metal es expulsado del corte mediante la presión del gas de asistencia, creando un kerf estrecho.

Por qué la fusión es estable, pero sensible

La fusión térmica es relativamente estable, pero también es muy sensible al equilibrio del proceso. Para mantener un corte limpio:

• El láser debe entregar suficiente energía para mantener líquido el baño de fusión
• La velocidad de corte debe permitir tiempo suficiente de calentamiento
• El gas de asistencia debe eliminar el material fundido de forma eficiente

Si alguna de estas condiciones no se cumple, los defectos aparecen rápidamente. Por ejemplo, una presión de gas insuficiente puede hacer que el metal fundido se adhiera al borde inferior, formando rebaba (dross).

Por eso incluso pequeños cambios de parámetros pueden tener un gran impacto en la calidad del corte.

2. Vaporización: cómo se cortan materiales no metálicos

La vaporización juega un papel mucho mayor al cortar materiales no metálicos como madera, acrílico, papel y algunos plásticos.

En lugar de fundirse, el láser calienta el material tan rápido que pasa directamente de sólido a gas.

Este proceso elimina material muy rápidamente y produce cortes estrechos, pero también introduce efectos secundarios como humo, carbonización o oscurecimiento del borde.

Por qué la vaporización corta rápido, pero se ve diferente

Como la vaporización elimina material al instante, las velocidades de corte pueden ser muy altas. Sin embargo, la alta temperatura local puede causar:

• Marcas de quemado en la madera
• Decoloración en los bordes del acrílico
• Vapores y humo intensos

A diferencia del corte de metales, el gas de asistencia aquí se usa menos para expulsar material fundido y más para enfriar la zona de corte y despejar el humo.

Esto explica por qué cortar madera y cortar acero se sienten completamente diferentes, aunque ambos usan un haz láser.

3. Corte asistido por oxidación: por qué el oxígeno lo cambia todo

El corte asistido por oxidación se utiliza comúnmente para acero al carbono. En este proceso, se usa oxígeno como gas de asistencia en lugar de nitrógeno o aire.

Cuando el oxígeno entra en contacto con acero caliente, reacciona químicamente con el metal. Esta reacción libera calor adicional.

Como resultado, el láser no necesita suministrar toda la energía requerida para el corte. La propia reacción química ayuda a eliminar material.

Por qué el oxígeno aumenta la velocidad, pero afecta la calidad del borde

Como la oxidación libera calor extra, las velocidades de corte pueden ser significativamente mayores que con gases inertes. Esto hace que el corte con oxígeno sea muy eficiente para acero al carbono grueso.

Sin embargo, esta reacción también produce capas de óxido en el borde cortado. Estas capas suelen verse como superficies oscuras o rugosas.

Este compromiso explica por qué:

• El oxígeno se prefiere por velocidad y espesor
• El nitrógeno se prefiere para bordes limpios y brillantes

Comprender esta diferencia ayuda a ver que la elección del gas no es solo una decisión de costo, sino también de calidad.

Por qué estos mecanismos importan en producción real

En operaciones reales, estos mecanismos a menudo se solapan. Un corte de metal puede involucrar tanto fusión como oxidación parcial, mientras que el corte de no metales puede incluir fusión y vaporización al mismo tiempo.

La conclusión clave es que el corte por láser no es una acción fija. Es un proceso dinámico en el que el comportamiento del material, la energía del láser y la interacción del gas deben mantenerse en equilibrio.

Cuando ese equilibrio se rompe, se pierde la estabilidad de corte.

Parte 3 — El papel de la posición de enfoque

Entre todos los parámetros de corte por láser, la posición de enfoque es uno de los menos entendidos y más subestimados.

Muchos operadores se concentran en la potencia del láser y la velocidad de corte, pero en la práctica, un desplazamiento del enfoque de solo unas décimas de milímetro puede decidir si un corte es limpio, inestable o completamente fallido.

Para entender por qué la posición de enfoque importa tanto, es importante comprender cómo se distribuye la energía del láser a lo largo de la profundidad de corte.

¿Qué significa realmente “posición de enfoque”?

La posición de enfoque describe el punto en el que el haz láser alcanza su menor tamaño de spot y su mayor densidad de energía.

Ese punto focal puede ubicarse:

• Por encima de la superficie del material
• Exactamente en la superficie del material
• Dentro del espesor del material
• Por debajo de la superficie del material

Aunque estas posiciones puedan parecer similares, su efecto en el comportamiento de corte es completamente distinto.

Enfoque por encima de la superficie: inicio más rápido, penetración más débil

Cuando el enfoque se ajusta ligeramente por encima de la superficie del material, el spot del láser en la superficie se vuelve más grande.

Esto reduce la densidad máxima de energía, pero aumenta el área que se calienta. Como resultado, la superficie se calienta rápidamente, lo que ayuda al perforado (piercing) y al inicio del corte.

Sin embargo, como la energía se distribuye, la penetración en materiales más gruesos se debilita. Esta posición se usa a menudo para chapas delgadas o corte de alta velocidad, pero no es adecuada para placas gruesas.

Enfoque en la superficie: corte equilibrado para materiales delgados

Colocar el enfoque exactamente en la superficie del material crea la mayor densidad de energía en el punto de entrada.

Esta configuración funciona bien para materiales delgados, donde el láser no necesita mantener un baño de fusión profundo.

Sin embargo, en materiales más gruesos, la energía cae rápidamente a medida que el haz penetra, lo que puede provocar un corte incompleto en el borde inferior.

Enfoque dentro del material: corte estable para mayores espesores

Para el corte de metal grueso, el enfoque suele colocarse dentro del material.

En este caso, la energía del láser se distribuye de manera más uniforme a lo largo de la profundidad. Esto ayuda a mantener un baño de fusión estable y mejora la calidad del borde inferior.

Esta posición reduce ligeramente la nitidez del borde superior, pero mejora enormemente la estabilidad general del corte.

Por eso las placas más gruesas suelen requerir una posición de enfoque más baja, incluso si la potencia del láser se mantiene igual.

Por qué un enfoque incorrecto causa defectos comunes

Una posición de enfoque incorrecta es una de las razones más comunes de defectos de corte.

• Enfoque demasiado alto → enfatiza el calentamiento superficial, penetración inferior débil
• Enfoque demasiado bajo → baño de fusión inestable, exceso de rebaba (dross)
• Enfoque inconsistente → bordes irregulares y conicidad

Como el proceso de corte por láser es continuo, incluso pequeños errores de enfoque se amplifican a lo largo de la trayectoria.

Esto explica por qué las máquinas con control estable del eje Z y sistemas de autoenfoque precisos producen resultados más consistentes, especialmente en chapas irregulares o deformadas.

La posición de enfoque es una variable de proceso, no un ajuste fijo

Un error común es tratar la posición de enfoque como un parámetro fijo.

En realidad, la posición óptima de enfoque depende de:

• Tipo de material
• Espesor del material
• Tipo de gas de asistencia
• Velocidad de corte

Por eso la posición de enfoque a menudo necesita ajustes al cambiar de material o de espesor, incluso si la potencia del láser permanece igual.

Comprender el enfoque ayuda a los operadores a ir más allá del ensayo y error y avanzar hacia resultados controlados y repetibles.

Parte 4 — El gas de asistencia no es solo “soplar aire”

En el corte por láser, el gas de asistencia suele tratarse como un ajuste secundario. Muchos usuarios se enfocan principalmente en la potencia del láser y la velocidad de corte, mientras que el tipo y la presión del gas se ajustan solo cuando aparecen problemas.

En realidad, el gas de asistencia desempeña un papel crítico en la estabilidad y la calidad. No se utiliza simplemente para “soplar” material.

Para entender el corte por láser correctamente, el gas de asistencia debe considerarse una parte activa del proceso, no una parte pasiva.

Las tres funciones principales del gas de asistencia

Durante el corte por láser, el gas de asistencia realiza tres funciones importantes al mismo tiempo:

• Eliminar material fundido del kerf
• Controlar el calor alrededor de la zona de corte
• Participar en reacciones químicas (en algunos casos)

Si cualquiera de estas funciones se vuelve inestable, la calidad de corte se ve afectada de inmediato. Cómo configurar la presión de gas

1. Eliminación del material fundido

Al cortar metal, el láser crea un pequeño baño de fusión a lo largo de la trayectoria. Si este material fundido no se elimina con eficiencia, se adherirá al borde del corte.

El gas de asistencia proporciona la fuerza mecánica necesaria para empujar el metal fundido hacia abajo y expulsarlo del kerf.

Si la presión del gas es demasiado baja:

• El material fundido se acumula
• Se forma rebaba (dross) en el borde inferior
• El corte se vuelve inestable

Si la presión del gas es demasiado alta:

• El baño de fusión se vuelve turbulento
• La calidad del borde empeora
• El material puede salpicar hacia la boquilla

Por eso la presión correcta es un equilibrio, no un valor máximo.

2. Control del calor y efecto de enfriamiento

El gas de asistencia también influye en la distribución de temperatura alrededor de la zona de corte.

Un flujo estable ayuda a eliminar el exceso de calor del kerf, reduciendo la propagación térmica no deseada hacia el material circundante.

Este efecto de enfriamiento:

• Mejora la consistencia del borde
• Reduce una zona afectada por el calor (HAZ) excesiva
• Ayuda a mantener la precisión del corte

En el corte de material delgado, un enfriamiento excesivo puede ser perjudicial, mientras que en material grueso, un enfriamiento insuficiente puede causar defectos severos.

3. Interacción química con el material

En algunos procesos, el gas de asistencia participa activamente en reacciones químicas.

El ejemplo más común es el corte asistido por oxígeno en acero al carbono. Cuando el oxígeno reacciona con el acero caliente, se libera calor adicional.

Este calor extra:

• Aumenta la velocidad de corte
• Permite cortar mayor espesor con menor potencia de láser

Sin embargo, esta reacción también produce capas de óxido en el borde cortado. Estas capas suelen requerir posprocesado si se necesita una superficie limpia.

Esto explica por qué el oxígeno se elige por productividad, mientras que el nitrógeno se elige por calidad del borde.

Por qué la elección del gas importa más que el costo

Es tentador elegir el gas de asistencia basándose solo en el costo. Sin embargo, la selección de gas afecta directamente el rendimiento del proceso.

Por ejemplo:

• Nitrógeno produce bordes limpios y brillantes, pero cuesta más
• Oxígeno aumenta la velocidad, pero afecta la apariencia de la superficie
• Aire comprimido es económico, pero menos consistente

Elegir el gas correcto significa alinear los objetivos del proceso, no solo minimizar el gasto.

La estabilidad del gas es tan importante como el tipo de gas

Incluso con el tipo correcto de gas, una presión o un flujo inestables pueden arruinar la calidad del corte.

Las fluctuaciones de presión provocan:

• Ancho de kerf inconsistente
• Acabado inferior desigual
• Formación repentina de rebaba (dross)

Por eso los sistemas industriales ponen un fuerte énfasis en la precisión del control de gas y el estado de la boquilla.

Un sistema de gas estable es esencial para resultados de corte estables.

Parte 5 — Por qué el corte por láser produce defectos

En una situación ideal, el corte por láser produce bordes suaves, un kerf consistente y un posprocesado mínimo.

Sin embargo, en producción real, aparecen con frecuencia defectos como rebaba (dross), conicidad, bordes rugosos o decoloración superficial.

Estos defectos no son aleatorios. Son señales claras de que el proceso se ha salido de su ventana estable. Guía de solución de problemas de corte con láser de fibra

Rebaba (dross): por qué el metal fundido se adhiere al borde inferior

La rebaba (dross) es uno de los defectos más comunes. Aparece como metal solidificado adherido a la parte inferior del corte.

Desde el punto de vista del proceso, la rebaba se forma cuando el material fundido no se expulsa completamente del kerf antes de que se enfríe y solidifique.

Esto suele ocurrir cuando se da una o más de las siguientes condiciones:

• Presión de gas de asistencia insuficiente
• La velocidad de corte es demasiado alta para el baño de fusión
• La posición de enfoque es demasiado baja
• El espesor del material excede el rango estable de corte

En todos los casos, el problema común es el mismo: el material fundido permanece en el kerf durante demasiado tiempo.

Una vez que el baño pierde fluidez, la gravedad por sí sola no es suficiente para eliminarlo, y la rebaba aparece de inmediato.

Conicidad de corte: por qué el ancho superior e inferior son diferentes

La conicidad (taper) se refiere a cuando la parte superior del corte es más ancha que la inferior, o viceversa.

Esto sucede porque la densidad de energía del láser no es uniforme a lo largo de la profundidad.

A medida que el haz penetra más en el material:

• El haz diverge
• La densidad de energía disminuye
• La eliminación de material se vuelve menos eficiente

Si la entrega de energía no se equilibra con una posición de enfoque y velocidad adecuadas, el corte se estrecha o ensancha naturalmente a lo largo del espesor.

Esto explica por qué los materiales más gruesos son más sensibles a la conicidad y requieren un control de enfoque más preciso.

Bordes rugosos y estrías

Las estrías —líneas verticales a lo largo del borde cortado— son otro problema común.

Se deben a fluctuaciones del baño de fusión y del flujo de gas.

Cuando las condiciones son estables, la eliminación de material es suave y continua. Cuando aparece inestabilidad:

• El baño de fusión oscila
• La eliminación de material se vuelve irregular
• Aparecen estrías en la superficie de corte

Estos patrones son un registro visual de la inestabilidad del proceso. Parámetros de grabado en MDF: guía de borde limpio

Decoloración superficial y oxidación

La decoloración superficial aparece con frecuencia al cortar acero inoxidable u otras aleaciones.

Este efecto está relacionado con un exceso de aporte térmico y oxidación no deseada.

Factores comunes que contribuyen incluyen:

• Baja velocidad de corte
• Selección incorrecta del gas de asistencia
• Pureza insuficiente del gas

La decoloración no es solo un problema estético. Indica cambios en la química superficial que pueden afectar la resistencia a la corrosión.

Los defectos son síntomas, no causas raíz

Un principio clave es que los defectos son síntomas de desequilibrio, no problemas aislados.

Intentar corregir defectos ajustando un solo parámetro a menudo genera nuevos problemas.

Un corte estable requiere que lo siguiente funcione en conjunto:

• Entrega de energía del láser
• Posición de enfoque
• Velocidad de corte
• Flujo de gas de asistencia

Cuando estos elementos están equilibrados, los defectos desaparecen de forma natural.

Parte 6 — Ventana de proceso, preguntas frecuentes y conclusiones finales

La ventana de proceso: por qué el corte por láser es un equilibrio, no un ajuste

Uno de los conceptos más importantes del corte por láser es la ventana de proceso.

Un corte estable no depende de un solo parámetro como potencia o velocidad. Existe únicamente cuando múltiples variables se mantienen en equilibrio.

Estas variables incluyen:

• Densidad de energía del láser
• Posición de enfoque
• Velocidad de corte
• Tipo y presión del gas de asistencia
• Propiedades del material

Cuando todos estos factores se encuentran dentro de un rango estable, el corte es suave y repetible. Cuando incluso una variable sale de esa ventana, la inestabilidad aparece de inmediato.

Por qué no existe un conjunto “perfecto” de parámetros

Un malentendido común es que el corte por láser tiene un único conjunto correcto de parámetros para cada material.

En realidad, cada material y espesor tiene un rango de parámetros aceptables. Dentro de ese rango, la calidad se mantiene estable. Fuera de él, empiezan a formarse defectos.

Esto explica por qué copiar parámetros de otra máquina u otro trabajo no siempre funciona.

Las diferencias en calidad de haz, entrega de gas, planitud de la chapa y estabilidad del movimiento afectan dónde se ubica realmente la ventana de proceso.

Por qué la estabilidad industrial proviene del control de proceso

En entornos industriales, la consistencia de la calidad depende menos de la potencia pico y más del control del proceso.

Un posicionamiento de enfoque estable, un control de movimiento preciso y una entrega de gas consistente ayudan a mantener el proceso dentro de su ventana estable.

Por eso los sistemas industriales enfatizan la precisión de control y la repetibilidad, más que las especificaciones en bruto.

Preguntas frecuentes sobre procesos de corte por láser

¿Cuál es la diferencia entre potencia de láser y velocidad de corte?

La potencia determina cuánta energía se entrega al material, mientras que la velocidad controla cuánto tiempo el láser permanece en cada punto. Si la potencia es demasiado alta y la velocidad demasiado baja, puede haber sobrecalentamiento y rebaba (dross). Si la potencia es demasiado baja y la velocidad demasiado alta, el material puede no cortarse completamente.

¿Cuál es la mejor posición de enfoque para metal delgado vs. grueso?

En chapas delgadas, el enfoque suele ajustarse cerca de la superficie superior para maximizar la densidad de energía y permitir alta velocidad de corte. En placas gruesas, el enfoque suele colocarse dentro del material para entregar energía más profundamente y mejorar la calidad del borde inferior.

¿Cómo elijo oxígeno vs. nitrógeno vs. aire para corte por láser?

El oxígeno se usa comúnmente en acero al carbono para aumentar la velocidad mediante oxidación. El nitrógeno se prefiere en acero inoxidable y aluminio cuando se requieren bordes limpios y sin óxido. El aire comprimido se usa a menudo en espesores finos cuando el objetivo principal es reducir costos operativos.

¿Qué significa el tiempo de perforado (pierce time) y por qué importa?

El tiempo de perforado es el tiempo necesario para que el láser atraviese completamente el material antes de iniciar la trayectoria de corte. Si es demasiado corto, el corte puede fallar al inicio. Si es demasiado largo, el exceso de calor puede dañar la calidad del borde, especialmente en espesores grandes.

¿Cómo afecta el tamaño de la boquilla a la calidad del corte?

El tamaño de la boquilla afecta la velocidad y la estabilidad del flujo de gas en el kerf. Una boquilla demasiado grande puede reducir la efectividad del gas, mientras que una demasiado pequeña puede restringir el flujo y causar inestabilidad. La selección adecuada ayuda a asegurar una expulsión suave del material fundido. Tienda de boquillas láser

¿Por qué mi corte por láser no atraviesa el material?

Normalmente sucede cuando la velocidad es demasiado alta, la potencia es insuficiente, la posición de enfoque es incorrecta o la presión del gas es demasiado baja. Condiciones de perforado inestables también pueden impedir que el láser atraviese el material.

¿Por qué el borde se ve rugoso o con estrías fuertes?

Bordes rugosos o estrías marcadas indican condiciones de corte inestables. Causas comunes incluyen un balance incorrecto velocidad-potencia, enfoque inadecuado, flujo de gas inestable o ópticas y boquillas contaminadas.

¿Por qué mi cortadora láser deja rebabas en el borde superior?

Las rebabas superiores suelen deberse a fusión superficial excesiva o a un enfoque que concentra demasiada energía en la superficie del material. Las condiciones de perforado y la alineación del gas también pueden influir.

¿Por qué las esquinas se queman o se funden más que las líneas rectas?

En las esquinas, la velocidad de la máquina disminuye, lo que hace que el láser permanezca más tiempo en un área y aumente el aporte térmico local. Si la potencia del láser no se ajusta a ese cambio de velocidad, pueden aparecer sobrecalentamiento, fusión o marcas de quemado.

Conclusiones finales: comprender el proceso mejora los resultados

La calidad del corte por láser no la determina un solo parámetro ni una sola característica de la máquina. Es el resultado de una interacción compleja entre energía del láser, comportamiento del material, dinámica del gas y control de movimiento.

Al comprender lo que ocurre durante el proceso de corte, operadores e ingenieros pueden ir más allá del ensayo y error y avanzar hacia resultados controlados y repetibles.

En lugar de preguntar solo qué máquina usar, una comprensión más profunda de cómo funciona el corte por láser conduce a mejores decisiones, menos defectos y mayor productividad.

Para una visión más amplia a nivel de sistema del equipo industrial de corte por láser, puedes consultar:

¿Qué es una máquina de corte láser industrial?