Laserleikkauskoneen erilaiset leikkausmenetelmät.

Laserleikkaus on kosketukseton käsittelymenetelmä, jolla on suuri energia ja hyvä tiheyden hallittavuus. Lasersäde on keskittynyt muodostamaan valopisteen, jolla on suuri energiatiheys ja jolla on monia ominaisuuksia, kun sitä käytetään leikkaamiseen. Laserleikkaukseen on pääasiassa neljä erilaista leikkausmenetelmää eri tilanteiden käsittelemiseksi.

Shuttle-pöydän laserleikkauskone	Yhden pöydän laserleikkauskone	Putken laserleikkauskone

Fuusioleikkaus

Lasersulatuksessa ja -leikkauksessa työkappale sulatetaan osittain ja sula materiaali ruiskutetaan ilmavirran avulla. Koska materiaalin siirto tapahtuu vain nestemäisessä tilassaan, prosessia kutsutaan lasersulatukseksi ja leikkaamiseksi.

Lasersäde on sovitettu erittäin puhtaaseen inerttiin leikkauskaasuun sulatetun materiaalin ajamiseksi pois kerfistä, eikä kaasu itse osallistu leikkaamiseen. Lasersulatusleikkaus voi saada suuremman leikkausnopeuden kuin kaasutusleikkaus. Kaasuttamiseen tarvittava energia on yleensä suurempi kuin materiaalin sulattamiseen tarvittava energia. Lasersulatuksessa ja -leikkauksessa lasersäde imeytyy vain osittain. Suurin leikkausnopeus kasvaa lasertehon kasvaessa ja pienenee lähes käänteisesti levyn paksuuden kasvaessa ja materiaalin sulamislämpötilan noustessa. Tietyn lasertehon tapauksessa rajoittava tekijä on ilmanpaine raossa ja materiaalin lämmönjohtavuus. Lasersulatus ja leikkaus voivat saada hapettumisvapaita viiltoja rautamateriaaleille ja titaanimetalleille. Lasertehotiheys, joka tuottaa sulamista, mutta ei kaasutusta, on välillä 104W / cm2～105W/cm2 teräsmateriaaleille.

Höyrystynyt leikkaus

Laserkaasutusleikkausprosessissa materiaalin pintalämpötilan nopeus kiehumispisteen lämpötilaan on niin nopea, että riittää, että vältetään lämmön johtumisen aiheuttama sulaminen, joten osa materiaalista höyryksi höyryksi ja katoaa, ja osa materiaalista ruiskutetaan raon pohjasta apukaasulla Virtaus puhaltaa pois. Tässä tapauksessa tarvitaan erittäin korkeaa lasertehoa.

Jotta materiaalihöyry ei tiivistyisi rakoseinään, materiaalin paksuus ei saa ylittää suuresti lasersäteen halkaisijaa. Tämä prosessi soveltuu siksi vain sovelluksiin, joissa on vältettävä sulan materiaalin poistamista. Tätä käsittelyä käytetään itse asiassa vain alueilla, joilla rautapohjaiset seokset ovat hyvin pieniä.

Tätä prosessia ei voida käyttää materiaaleille, kuten puulle ja tietyille keramiikoille, jotka eivät ole sulassa tilassa ja jotka eivät siksi todennäköisesti salli materiaalihöyryn palautumista. Lisäksi nämä materiaalit vaativat yleensä paksumpia leikkauksia. Laserkaasutusleikkauksessa optimaalinen säteen tarkennus riippuu materiaalin paksuudesta ja säteen laadusta. Laserteholla ja höyrystymisen lämmöllä on vain tietty vaikutus optimaaliseen tarkennusasentoon. Levyn tietyn paksuuden tapauksessa suurin leikkausnopeus on kääntäen verrannollinen materiaalin höyrystymislämpötilaan. Vaadittu lasertehotiheys on suurempi kuin 108W/cm2 ja riippuu materiaalista, leikkaussyvyydestä ja säteen tarkennusasennosta. Tietyn levyn paksuuden tapauksessa, olettaen riittävän lasertehon, suurinta leikkausnopeutta rajoittaa kaasusuihkun nopeus.

Hallittu murtuman leikkaus

Hauraille materiaaleille, jotka ovat helposti vaurioituneet lämmöllä, nopea ja ohjattava leikkaus suoritetaan lasersädelämmityksellä, jota kutsutaan kontrolloiduksi murtumaleikkaukseksi. Tämän leikkausprosessin pääsisältö on: lasersäde lämmittää pienen alueen hauraasta materiaalista aiheuttaen suuren lämpögradientin ja vakavan mekaanisen muodonmuutoksen tällä alueella, mikä johtaa halkeamien muodostumiseen materiaaliin. Niin kauan kuin tasainen lämmitysgradientti säilyy, lasersäde voi ohjata halkeamia mihin tahansa haluttuun suuntaan.

Hapetuksen sulatusleikkaus (laserliekin leikkaus)

Sulatuksessa ja leikkaamisessa käytetään yleensä inerttiä kaasua. Jos se korvataan hapella tai muilla aktiivisilla kaasuilla, materiaali syttyy lasersäteen säteilytyksen aikana, ja hapen kanssa tapahtuu kova kemiallinen reaktio toisen lämmönlähteen tuottamiseksi materiaalin lämmittämiseksi edelleen, jota kutsutaan oksidatiiviseksi sulamiseksi ja leikkaamiseksi .

Tästä vaikutuksesta samanpaksuisen rakenneteräksen leikkausnopeus, joka voidaan saada tällä menetelmällä, on suurempi kuin sulatusleikkauksen. Toisaalta tällä menetelmällä voi olla huonompi leikkauslaatu verrattuna fuusioleikkaukseen. Itse asiassa se tuottaa leveämmän reunan, ilmeisen karheuden, lisääntyneen lämpövaikutteisen alueen ja huonomman reunan laadun. Laserliekin leikkaus ei ole hyvä, kun prtarkkuusmallien ja terävien kulmien poistaminen (on olemassa vaara, että terävät kulmat palavat). Pulssilaseria voidaan käyttää lämpövaikutuksen rajoittamiseen, ja laserin teho määrittää leikkausnopeuden. Tietyn lasertehon tapauksessa rajoittava tekijä on hapen syöttö ja materiaalin lämmönjohtavuus.