Glavni proces stroja za lasersko rezanje

1. Rezanje isparavanjem
Tijekom procesa laserskog rasplinjavanja površinska temperatura materijala raste do temperature vrelišta toliko brzo da je dovoljno da se izbjegne taljenje uzrokovano provođenjem topline, pa se dio materijala isparava u paru i nestaje, a dio materijala izbacuje se s dna proreza pomoću pomoćnog plina. Strujanje otpuhuje. U ovom slučaju potrebne su vrlo velike snage lasera.
Kako bi se spriječilo kondenziranje pare materijala na stijenkama proreza, debljina materijala ne smije uvelike premašiti promjer laserske zrake. Ovaj postupak je stoga prikladan samo za primjene gdje se mora izbjeći ispuštanje rastaljenog materijala. Ova se strojna obrada praktički koristi samo u malim područjima uporabe legura na bazi željeza.
Ovaj se postupak ne može koristiti za materijale, kao što su drvo i određena keramika, koji nemaju rastaljeno stanje i stoga je manja vjerojatnost da će pare materijala ponovno kondenzirati. Osim toga, ovi materijali obično postižu deblje rezove. Kod laserskog rezanja, optimalno fokusiranje snopa ovisi o debljini materijala i kvaliteti snopa. Snaga lasera i toplina isparavanja imaju samo određeni utjecaj na optimalnu poziciju fokusa. Kada je debljina ploče konstantna, najveća brzina rezanja je obrnuto proporcionalna temperaturi rasplinjavanja materijala. Potrebna gustoća snage lasera veća je od 108 W/cm2 i ovisi o materijalu, dubini rezanja i položaju fokusa zrake. U slučaju određene debljine ploče, uz pretpostavku dovoljne snage lasera, najveća brzina rezanja ograničena je brzinom mlaza plina.
2. Rezanje taljenjem
Kod laserskog rezanja fuzijom, obradak se djelomično rastali, a rastaljeni materijal se izbacuje strujanjem zraka. Budući da se prijenos materijala događa samo u njegovom tekućem stanju, proces se naziva lasersko rezanje fuzijom.
Laserska zraka u kombinaciji s inertnim plinom za rezanje visoke čistoće izbacuje rastaljeni materijal iz zareza, ali sam plin ne sudjeluje u rezanju. Rezanje laserskom fuzijom može postići veću brzinu rezanja od rezanja rasplinjavanjem. Energija potrebna za rasplinjavanje općenito je veća od one potrebne za taljenje materijala. Kod laserskog rezanja fuzijom, laserska zraka se samo djelomično apsorbira. Maksimalna brzina rezanja raste s povećanjem snage lasera, a smanjuje se gotovo obrnuto proporcionalno s povećanjem debljine lima i temperature taljenja materijala. U slučaju određene snage lasera, ograničavajući faktor je tlak zraka na rezu i toplinska vodljivost materijala. Laserskim rezanjem topljenjem mogu se dobiti rezovi bez oksidacije za željezne materijale i metale titan. Gustoća snage lasera koja proizvodi topljenje, ali manje od rasplinjavanja je između 104W/cm2 i 105W/cm2 za čelične materijale.
3. Rezanje oksidacijskim taljenjem (lasersko plameno rezanje)
Rezanje fuzijom općenito koristi inertni plin. Ako se zamijeni kisikom ili drugim aktivnim plinom, materijal se zapali pod zračenjem laserske zrake, te dolazi do burne kemijske reakcije s kisikom kako bi se stvorio drugi izvor topline, koji dodatno zagrijava materijal, što se naziva rezanje oksidacijskim taljenjem. .
Zbog tog učinka ovom se metodom mogu postići veće brzine rezanja nego rezanjem taljenjem za istu debljinu konstrukcijskog čelika. S druge strane, ova metoda može imati lošiju kvalitetu rezanja od rezanja fuzijom. Zapravo stvara šire zareze, primjetnu hrapavost, povećanu zonu utjecaja topline i lošiju kvalitetu rubova. Lasersko rezanje plamenom je loše za precizne modele i oštre kutove (opasnost od spaljivanja oštrih kutova). Laseri u pulsirajućem načinu rada mogu se koristiti za ograničavanje toplinskih učinaka, a snaga lasera određuje brzinu rezanja. U slučaju određene snage lasera, ograničavajući čimbenici su opskrba kisikom i toplinska vodljivost materijala.
4. Kontrolno rezanje loma
Za krhke materijale koji se lako oštećuju toplinom, brzo i kontrolirano rezanje izvodi se zagrijavanjem laserske zrake, što se naziva kontrolirano rezanje lomom. Glavni sadržaj ovog procesa rezanja je da laserska zraka zagrijava malo područje krhkog materijala, uzrokujući veliki toplinski gradijent i ozbiljne mehaničke deformacije u tom području, što rezultira stvaranjem pukotina u materijalu. Sve dok se održava ravnomjeran gradijent zagrijavanja, laserska zraka može usmjeriti pukotine u bilo kojem željenom smjeru.