El torneado-asistido por láser (LAT) es actualmente una de las formas de mecanizado asistido por láser-(LAM) más investigadas. El proceso normalmente implica integrar un cabezal láser con una herramienta de torneado, de modo que el rayo láser irradie la superficie giratoria de la pieza de trabajo delante de la trayectoria de la herramienta de corte (como se muestra en la Figura 1). Su mecanismo central radica en controlar la potencia del láser y el diámetro del punto para elevar la temperatura de la capa calentada dentro de la zona de transición plástica del material. Los estudios han demostrado que para los materiales cerámicos-como el nitruro de silicio-cuando la temperatura de calentamiento excede el punto de reblandecimiento de su fase vítrea, el mecanismo de eliminación del material pasa de una fractura frágil a un corte de plástico, evitando así la formación de microfisuras en la superficie. Además, en el caso de las aleaciones a base de níquel-, el calentamiento por láser puede mitigar los efectos del endurecimiento por trabajo-del material. Con los parámetros de proceso adecuados, las fuerzas de corte se pueden reducir significativamente y se puede ampliar la vida útil de la herramienta. El principal desafío en el control de procesos radica en gestionar la profundidad de la zona afectada por el calor-; es esencial garantizar que el calor se limite únicamente a la capa destinada a eliminarse, preservando así la integridad y las propiedades del material del sustrato.
A diferencia del corte continuo que implica el torneado, el fresado-asistido por láser es un proceso de corte intermitente caracterizado por una cinemática más compleja. Durante la operación de fresado, el rayo láser normalmente escanea la superficie de la pieza de trabajo en un ángulo específico delante de la fresa (como se ilustra en la Figura 2). La ventaja técnica del fresado asistido por láser- reside en su capacidad para eliminar de manera eficiente material de cavidades y superficies planas complejas. Cuando se aplica a aceros para moldes de alta-dureza o aleaciones de titanio, la fuente de calor láser suaviza efectivamente la zona de formación de viruta, mitigando así la carga de impacto experimentada por los dientes de la fresa en el instante en que se acoplan a la pieza de trabajo. Este mecanismo de precalentamiento altera la morfología de las virutas, transformándolas de virutas fragmentadas y discontinuas en virutas helicoidales continuas-una indicación de que la ductilidad del material se ha mejorado significativamente. En operaciones de mecanizado simultáneo de múltiples ejes, la precisión de sincronización entre el cabezal láser y el husillo de fresado es un factor crítico para determinar la calidad de la pieza terminada. Actualmente, esta tecnología se está aplicando al mecanizado de componentes complejos-como palas de motores de aviones-con el objetivo principal de reducir los costos de producción aumentando la tasa de eliminación de material por unidad de tiempo.
El pulido-asistido por láser (LAG) combina las características del calentamiento por haz de alta-energía con el pulido abrasivo; está diseñado específicamente para procesar materiales de dureza extremadamente alta y alta fragilidad, como cerámica estructural y vidrio óptico. Este proceso utiliza un rayo láser para precalentar una región localizada inmediatamente delante del punto de molienda, induciendo un ablandamiento térmico o transformaciones de fase dentro de la capa superficial del material. Esta acción reduce eficazmente la resistencia al rectificado y suprime las astillas quebradizas. Para materiales frágiles, el calentamiento por láser facilita el "pulido en régimen plástico-", minimizando así el daño por microfisuras tanto en la superficie como en el subsuelo (como se ilustra en la Figura 3). Dado que la tasa de eliminación de material inherente al proceso de rectificado en sí es relativamente baja, el control preciso de la potencia del láser es de suma importancia para evitar daños térmicos excesivos o quemaduras de la superficie. Además, la asistencia láser ayuda a reducir el desgaste de la muela y a mantener el filo de los granos abrasivos. En el mecanizado de ultra-precisión de obleas semiconductoras y componentes ópticos de precisión, esta técnica sirve como un medio eficaz para lograr superficies de alta-calidad y-libres de daños.
