Razne metode rezanja stroja za lasersko rezanje.

Lasersko rezanje je beskontaktna metoda obrade s visokom energijom i dobrom kontrolom gustoće. Laserska zraka je fokusirana da formira svjetlosnu točku visoke gustoće energije, koja ima mnoge karakteristike kada se primjenjuje na rezanje. Postoje uglavnom četiri različite metode rezanja za lasersko rezanje kako bi se riješile različite situacije.

Shuttle stol za lasersko rezanje	Stroj za lasersko rezanje s jednim stolom	Stroj za lasersko rezanje cijevi

Rezanje fuzijom

Kod laserskog taljenja i rezanja izradak se djelomično rastali, a rastaljeni materijal se raspršuje uz pomoć strujanja zraka. Budući da se prijenos materijala događa samo u tekućem stanju, proces se naziva lasersko taljenje i rezanje.

Laserska zraka usklađena je s inertnim plinom za rezanje visoke čistoće kako bi se rastopljeni materijal udaljio od zareza, a sam plin ne sudjeluje u rezanju. Rezanje laserskim taljenjem može postići veću brzinu rezanja od rezanja rasplinjavanjem. Energija potrebna za rasplinjavanje obično je veća od energije potrebne za taljenje materijala. Kod laserskog taljenja i rezanja laserska zraka se samo djelomično apsorbira. Maksimalna brzina rezanja raste s porastom snage lasera, a smanjuje se gotovo obrnuto s porastom debljine lima i porastom temperature taljenja materijala. U slučaju određene snage lasera, ograničavajući faktor je tlak zraka na prorezu i toplinska vodljivost materijala. Laserskim topljenjem i rezanjem mogu se dobiti rezovi bez oksidacije za željezne materijale i metale titan. Gustoća snage lasera koja uzrokuje taljenje, ali ne i rasplinjavanje je između 104 W/cm2-105W/cm2 za čelične materijale.

Vaporizirano rezanje

U procesu rezanja laserskom rasplinjavanjem, brzina porasta površinske temperature materijala do temperature vrelišta je toliko velika da je dovoljna da se izbjegne taljenje uzrokovano provođenjem topline, pa dio materijala isparava u paru i nestaje, a dio materijal se raspršuje s dna proreza pomoću pomoćnog plina. Protok otpuhuje. U ovom slučaju potrebna je vrlo velika snaga lasera.

Kako bi se spriječilo kondenziranje pare materijala na stijenci proreza, debljina materijala ne smije uvelike premašiti promjer laserske zrake. Ovaj postupak je stoga prikladan samo za primjene gdje se mora izbjeći uklanjanje rastaljenog materijala. Ova se obrada zapravo koristi samo u područjima gdje su legure na bazi željeza vrlo male.

Ovaj se postupak ne može koristiti za materijale kao što su drvo i određena keramika koji nisu u rastaljenom stanju i stoga je malo vjerojatno da će dopustiti ponovnu kondenzaciju pare materijala. Osim toga, ovi materijali obično zahtijevaju deblje rezove. Kod laserskog rezanja rasplinjavanjem optimalni fokus snopa ovisi o debljini materijala i kvaliteti snopa. 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 gustoća snage lasera veća je od 108 W/cm2 i ovisi o materijalu, dubini rezanja i položaju fokusa zrake. U slučaju određene debljine lima, uz pretpostavku dovoljne snage lasera, maksimalna brzina rezanja ograničena je brzinom mlaza plina.

Kontrolirano 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: laserska zraka zagrijava malu površinu lomljivog materijala, uzrokujući veliki toplinski gradijent i ozbiljne mehaničke deformacije u tom području, što dovodi do stvaranja pukotina u materijalu. Sve dok se održava ravnomjeran gradijent zagrijavanja, laserska zraka može voditi pukotine u bilo kojem željenom smjeru.

Rezanje oksidacijskim taljenjem (lasersko plameno rezanje)

Za topljenje i rezanje općenito se koristi inertni plin. Ako se zamijeni kisikom ili drugim aktivnim plinovima, materijal se zapali pod zračenjem laserske zrake i dolazi do žestoke kemijske reakcije s kisikom kako bi se stvorio drugi izvor topline za daljnje zagrijavanje materijala, što se naziva oksidativno taljenje i rezanje.

Zbog tog učinka, za konstrukcijski čelik iste debljine, brzina rezanja koja se može postići ovom metodom veća je od one kod rezanja taljenjem. S druge strane, ova metoda može imati lošiju kvalitetu rezanja u usporedbi s rezanjem fuzijom. Zapravo, proizvest će širi zarez, očitu hrapavost, povećanu zonu utjecaja topline i lošiju kvalitetu rubova. Lasersko plameno rezanje nije dobro kada probrada preciznih modela i oštrih kutova (postoji opasnost od spaljivanja oštrih kutova). Za ograničavanje toplinskog utjecaja može se koristiti pulsirajući laser, a snaga lasera određuje brzinu rezanja. U slučaju određene snage lasera ograničavajući čimbenik je opskrba kisikom i toplinska vodljivost materijala.