Različite metode rezanja mašina za lasersko sečenje.

Lasersko rezanje je beskontaktna metoda obrade sa visokom energijom i dobrom kontrolom gustine. Laserski snop je fokusiran da formira svetlosnu tačku sa velikom gustinom energije, koja ima mnoge karakteristike kada se primeni na sečenje. Uglavnom postoje četiri različite metode rezanja za lasersko rezanje kako bi se nosile sa različitim situacijama.

Shuttle table mašina za lasersko sečenje	Mašina za lasersko sečenje sa jednim stolom	Mašina za lasersko sečenje cevi

Fusion cutting

Kod laserskog topljenja i rezanja, radni komad se djelomično topi i rastopljeni materijal se raspršuje uz pomoć strujanja zraka. Budući da se prijenos materijala događa samo u tekućem stanju, proces se naziva lasersko topljenje i rezanje.

Laserski snop je usklađen sa inertnim gasom za rezanje visoke čistoće kako bi se rastopljeni materijal udaljio od ureza, a sam gas ne učestvuje u rezanju. Rezanje laserskim topljenjem može postići veću brzinu rezanja od rezanja gasifikacijom. Energija potrebna za gasifikaciju je obično veća od energije potrebne za taljenje materijala. Kod laserskog topljenja i rezanja, laserski snop se samo djelimično apsorbira. Maksimalna brzina rezanja raste sa povećanjem snage lasera, a opada skoro obrnuto sa povećanjem debljine lima i povećanjem temperature topljenja materijala. U slučaju određene snage lasera, ograničavajući faktor je pritisak zraka na prorezu i toplinska provodljivost materijala. Laserskim topljenjem i rezanjem mogu se dobiti rezovi bez oksidacije za željezne materijale i metale titanijuma. Gustina snage lasera koja proizvodi topljenje, ali ne i rasplinjavanje je između 104W/cm2-105W/cm2 za čelične materijale.

Vaporizirano rezanje

U procesu laserskog rasplinjavanja, brzina površinske temperature materijala koja raste do temperature ključanja je toliko brza da je dovoljna da se izbjegne topljenje uzrokovano provođenjem topline, pa dio materijala isparava u paru i nestaje, a dio materijal se raspršuje sa dna proreza pomoću pomoćnog gasa. U ovom slučaju je potrebna vrlo velika snaga lasera.

Kako bi se spriječila kondenzacija pare materijala na zidu proreza, debljina materijala ne smije znatno premašiti prečnik laserskog snopa. Stoga je ovaj proces prikladan samo za primjene gdje se mora izbjeći uklanjanje rastaljenog materijala. Ova obrada se zapravo koristi samo u područjima gdje su legure na bazi željeza vrlo male.

Ovaj proces se ne može koristiti za materijale kao što su drvo i određena keramika koji nisu u rastopljenom stanju i stoga je malo vjerovatno da će dozvoliti da se pare materijala ponovo kondenzuju. Osim toga, ovi materijali obično zahtijevaju deblje rezove. Kod laserskog rasplinjavanja, optimalni fokus snopa zavisi od debljine materijala i kvaliteta zraka. Snaga lasera i toplina isparavanja imaju samo određeni utjecaj na optimalnu poziciju fokusa. U slučaju određene debljine lima, maksimalna brzina rezanja je obrnuto proporcionalna temperaturi isparavanja materijala. Potrebna gustina snage lasera je veća od 108W/cm2 i zavisi od materijala, dubine rezanja i položaja fokusa snopa. U slučaju određene debljine lima, pod pretpostavkom dovoljne snage lasera, maksimalna brzina rezanja je ograničena brzinom gasnog mlaza.

Kontrolisano rezanje loma

Za krhke materijale koji se lako oštećuju toplinom, brzo i kontrolirano rezanje se izvodi grijanjem laserskim snopom, što se naziva kontrolirano rezanje loma. Glavni sadržaj ovog procesa rezanja je: laserski snop zagrijava malu površinu krhkog materijala, uzrokujući veliki toplinski gradijent i tešku mehaničku deformaciju u ovoj oblasti, što dovodi do stvaranja pukotina u materijalu. Sve dok se održava ujednačen gradijent grijanja, laserski snop može voditi pukotine u bilo kojem željenom smjeru.

Rezanje oksidacijskim topljenjem (lasersko sečenje plamenom)

Topljenje i rezanje uglavnom koriste inertni gas. Ako se zamijeni kisikom ili drugim aktivnim plinovima, materijal se zapali pod zračenjem laserskog snopa i dolazi do žestoke kemijske reakcije s kisikom kako bi se stvorio drugi izvor topline za dodatno zagrijavanje materijala, što se naziva oksidativno topljenje i rezanje.

Zbog ovog efekta, za konstrukcijski čelik iste debljine, brzina rezanja koja se može postići ovom metodom veća je od brzine rezanja topljenjem. S druge strane, ova metoda može imati lošiji kvalitet rezanja u poređenju sa fuzionim rezanjem. U stvari, to će proizvesti širi rez, očiglednu hrapavost, povećanu zonu pod utjecajem topline i lošiji kvalitet rubova. Rezanje laserskim plamenom nije dobro kada probrađivanje preciznih modela i oštrih uglova (postoji opasnost od izgorevanja oštrih uglova). Za ograničavanje termičkog utjecaja može se koristiti impulsni laser, a snaga lasera određuje brzinu rezanja. U slučaju određene snage lasera, ograničavajući faktor je opskrba kisikom i toplinska provodljivost materijala.