Erinevad laserlõikusmasina lõikamismeetodid.

Laserlõikamine on kontaktivaba töötlemismeetod, millel on kõrge energia ja hea tihedus. Laserkiir on fokuseeritud, et moodustada suure energiatihedusega valgustäpp, millel on lõikamisel palju omadusi. Laserlõikamiseks on peamiselt neli erinevat lõikemeetodit, et tulla toime erinevate olukordadega.

Shuttle laua laserlõikusmasin	Ühe laua laserlõikusmasin	Toru laserlõikusmasin

Fusioonlõikamine

Lasersulatamisel ja lõikamisel töödeldav detail sulatatakse osaliselt ja sulamaterjal pihustatakse õhuvoolu abil välja. Kuna materjali ülekandmine toimub ainult vedelas olekus, nimetatakse seda protsessi lasersulatamiseks ja lõikamiseks.

Laserkiir on sobitatud kõrge puhtusastmega inertse lõikegaasiga, et ajada sulanud materjal soonest eemale ja gaas ise lõikamises ei osale. Lasersulatuslõikamine võib saada suurema lõikekiiruse kui gaasistamislõikamine. Gaasistamiseks kuluv energia on tavaliselt suurem kui materjali sulatamiseks kuluv energia. Laseri sulatamisel ja lõikamisel neeldub laserkiir ainult osaliselt. Maksimaalne lõikekiirus suureneb koos laseri võimsuse suurenemisega ja väheneb peaaegu pöördvõrdeliselt lehe paksuse suurenemisega ja materjali sulamistemperatuuri tõusuga. Teatud laservõimsuse korral on piiravaks teguriks õhurõhk pilus ja materjali soojusjuhtivus. Lasersulatamine ja lõikamine võib saada oksüdatsioonivabad sisselõiked raudmaterjalidele ja titaanmetallidele. Laseri võimsustihedus, mis tekitab sulamist, kuid mitte gaasistamist, on vahemikus 104 W/cm2-105W/cm2 terasmaterjalide puhul.

Aurustunud lõikamine

Lasergaasistamisel lõikamise protsessis on materjali pinnatemperatuuri tõus keemispunkti temperatuurini nii kiire, et sellest piisab soojusjuhtivusest põhjustatud sulamise vältimiseks, mistõttu osa materjalist aurustub auruks ja kaob ning osa materjalist materjali pihustatakse pilu põhjast abigaasiga Voolu puhub ära. Sel juhul on vaja väga suurt laservõimsust.

Materjali aurude kondenseerumise vältimiseks piluseinale ei tohi materjali paksus oluliselt ületada laserkiire läbimõõtu. Seetõttu sobib see protsess ainult rakendusteks, kus tuleb vältida sulamaterjali eemaldamist. Seda töötlemist kasutatakse tegelikult ainult piirkondades, kus rauapõhised sulamid on väga väikesed.

Seda protsessi ei saa kasutada selliste materjalide puhul nagu puit ja teatud keraamika, mis ei ole sulas olekus ja mis seetõttu tõenäoliselt ei lase materjali aurul uuesti kondenseeruda. Lisaks vajavad need materjalid tavaliselt paksemaid lõikeid. Lasergaasistuslõikamisel sõltub kiire optimaalne fookus materjali paksusest ja kiire kvaliteedist. Laseri võimsus ja aurustumissoojus mõjutavad optimaalset fookusasendit vaid teatud määral. Lehe teatud paksuse korral on maksimaalne lõikekiirus pöördvõrdeline materjali aurustumistemperatuuriga. Nõutav laseri võimsustihedus on suurem kui 108W/cm2 ja sõltub materjalist, lõikesügavusest ja kiire fookusasendist. Teatud lehe paksuse korral, eeldusel, et laservõimsus on piisav, piirab maksimaalset lõikekiirust gaasijoa kiirus.

Kontrollitud murdude lõikamine

Haprate materjalide puhul, mida kuumus kergesti kahjustab, teostatakse kiire ja juhitav lõikamine laserkiirega kuumutamise teel, mida nimetatakse kontrollitud murdelõikamiseks. Selle lõikamisprotsessi põhisisu on järgmine: laserkiir soojendab hapra materjali väikest ala, põhjustades selles piirkonnas suure termilise gradiendi ja tugeva mehaanilise deformatsiooni, mis põhjustab materjalis pragude teket. Niikaua kui säilib ühtlane kuumutusgradient, võib laserkiir suunata pragusid mis tahes soovitud suunas.

Oksüdatsioonisulatuslõikamine (laser-leeklõikus)

Sulamisel ja lõikamisel kasutatakse tavaliselt inertgaasi. Kui see asendatakse hapniku või muude aktiivsete gaasidega, süttib materjal laserkiire kiiritamisel ja hapnikuga toimub äge keemiline reaktsioon, et tekitada materjali täiendavaks kuumutamiseks veel üks soojusallikas, mida nimetatakse oksüdatiivseks sulatamiseks ja lõikamiseks.

Tänu sellele efektile on sama paksusega konstruktsiooniterase puhul selle meetodiga saavutatav lõikamiskiirus suurem kui sulatuslõikamisel. Teisest küljest võib sellel meetodil olla halvem lõikekvaliteet võrreldes sulatuslõikamisega. Tegelikult tekitab see laiemat lõhet, ilmset karedust, suuremat kuumusest mõjutatud ala ja halvema serva kvaliteeti. Laserleeklõikus ei ole hea, kui prtäppismudelid ja teravad nurgad (tekib teravate nurkade mahapõlemise oht). Termilise mõju piiramiseks saab kasutada impulsslaserit ja laseri võimsus määrab lõikekiiruse. Teatud laservõimsuse puhul on piiravaks teguriks hapnikuga varustamine ja materjali soojusjuhtivus.