Pulido láser
Fuentes de diodo en continuo para pulido por refusión
El pulido láser alisa una superficie metálica fundiendo una capa muy fina: la tensión superficial redistribuye el material fundido de los picos a los valles y, al solidificar, la rugosidad se reduce sin arrancar material, sin abrasivos ni productos químicos y sin contacto con la pieza. Es especialmente útil en piezas de fabricación aditiva, cuya rugosidad superficial, de decenas de micras, es una de las principales limitaciones de estas tecnologías [1, 2].
Macro-pulido en continuo
En el macro-pulido, un láser en continuo de 100–300 W refunde una capa de 10–80 µm de profundidad. Se parte de rugosidades de 2–16 µm Ra y se alcanzan valores de hasta 0,1 µm Ra, con tiempos de proceso de 10–200 s/cm² [1]. Para acabados más finos se utiliza el micro-pulido con láseres pulsados, que refunden solo 0,5–5 µm [1].
| Parámetro | Macro-pulido (CW) | Micro-pulido (pulsado) |
|---|---|---|
| Potencia | 100–300 W | Menor, según el pulso |
| Profundidad de refusión | 10–80 µm | 0,5–5 µm |
| Rugosidad de partida | 2–16 µm Ra | Superficies ya mecanizadas |
| Rugosidad final | Hasta ~0,1 µm Ra | Decenas de nm |
| Tiempo de proceso | 10–200 s/cm² | Del orden de segundos por cm² |
Pulido de piezas de fabricación aditiva
El pulido láser se ha aplicado a piezas de fabricación aditiva de aleaciones de aluminio, titanio, cobalto-cromo, níquel y aceros [2]. En Ti6Al4V fabricado por fusión en lecho de polvo, un láser en continuo redujo la rugosidad de ~11 µm a ~1,8 µm (−73 % a −83 %) [3]. Con un haz en línea en continuo sobre cobalto-cromo, la rugosidad bajó de 15 µm a 2,7 µm en el mejor caso (−82 %), con una reducción media del 57 % [4]. Una densidad de energía excesiva aumenta la ondulación y el error de forma, por lo que hay que ajustar la potencia y la velocidad a cada material [4].
En ensayos realizados con el Centro Láser de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), hemos refundido la superficie de piezas de Ti6Al4V de fabricación aditiva con un módulo de diodo de 940 nm acoplado a fibra, homogeneizando la superficie y reduciendo la altura pico-valle de la zona tratada [5].
Nuestras fuentes
Diseñamos y fabricamos barras de diodo acopladas a fibra en continuo, con potencias de hasta cientos de vatios, para integrar en cabezales de pulido. Nuestras fuentes de spot compacto de alta irradiancia, con pirómetro integrado, cubren la ventana de irradiancia del macro-pulido y, por el tamaño del baño fundido, permiten actuar también sobre la ondulación característica de las piezas de fabricación aditiva.
Referencias
1. Krishnan A, Fang F. Review on mechanism and process of surface polishing using lasers. Front Mech Eng. 2019;14(3):299–319. doi:10.1007/s11465-019-0535-0
2. Manco E, Cozzolino E, Astarita A. Laser polishing of additively manufactured metal parts: a review. Surf Eng. 2022;38(3):217–233. doi:10.1080/02670844.2022.2072080
3. Zeng J, Zhang W, Guo T, et al. Numerical and experimental analysis of dual-beam laser polishing additive manufacturing Ti6Al4V. Micromachines. 2023;14(9):1765. doi:10.3390/mi14091765
4. Kumar A, Kumar CS, Nath AK. Laser polishing of additive manufactured cobalt chrome alloy by continuous wave line-focused beam: a response surface methodology-based approach for improving surface finish. En: Advances in Additive Manufacturing, Vol. II. Springer; 2025:217–227. doi:10.1007/978-981-96-1509-4_19
5. Centro Láser UPM. Pruebas para la validación de sistemas láser desarrollados por Monocrom. Procesos láser industriales. Informe técnico, junio de 2024.
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