Основний процес машини для лазерного різання

1, випаровування.
У процесі лазерного газифікаційного різання температура поверхні матеріалу підвищується до температури кипіння настільки швидко, що цього достатньо, щоб уникнути плавлення, спричиненого теплопровідністю, тому частина матеріалу випаровується в пару та зникає, а частина матеріалу зникає. видувається від дна щілини потоком допоміжного газу у вигляді викиду. У цьому випадку потрібна дуже висока потужність лазера.
Щоб запобігти конденсації парів матеріалу на стінці щілини, товщина матеріалу не повинна значно перевищувати діаметр лазерного променя. Таким чином, обробка підходить лише для застосувань, де слід уникати виключення розплавленого матеріалу. Механічна обробка фактично використовується лише в дуже невеликих областях використання сплавів на основі заліза.
Цей процес не можна використовувати для матеріалів, таких як деревина та певна кераміка, які не мають стану плавлення, і тому малоймовірно, що пара матеріалу повторно конденсуватиметься. Крім того, на цих матеріалах зазвичай доводиться домагатися більш товстих розрізів. При лазерному газифікаційному різанні оптимальне фокусування променя залежить від товщини матеріалу та якості променя. Потужність лазера та тепло газифікації мають лише певний вплив на оптимальне положення фокуса. У разі певної товщини пластини максимальна швидкість різання обернено пропорційна температурі газифікації матеріалу. Необхідна щільність потужності лазера перевищує 108 Вт/см2 і залежить від матеріалу, глибини різання та положення фокусу променя. У разі певної товщини пластини, припускаючи достатню потужність лазера, максимальна швидкість різання обмежена швидкістю газового струменя.
2. Плавлення та різання.
При лазерному різанні плавленням заготовка частково розплавляється, а розплавлений матеріал розпилюється за допомогою потоку повітря. Оскільки перенесення матеріалу відбувається лише в його рідкому стані, процес називається лазерним різанням плавленням.
Лазерний промінь поєднується з інертним ріжучим газом високої чистоти, щоб відштовхнути розплавлений матеріал від щілини, тоді як сам газ не бере участі в різанні. Лазерне різання плавленням може отримати вищу швидкість різання, ніж різання газифікацією. Енергія, необхідна для газифікації, зазвичай вища, ніж необхідна для плавлення матеріалу. При лазерному різанні оплавленням лазерний промінь поглинається лише частково. Максимальна швидкість різання зростає зі збільшенням потужності лазера і зменшується майже зворотно пропорційно збільшенню товщини пластини і температури плавлення матеріалу. У разі певної потужності лазера лімітуючим фактором є тиск повітря в щілині та теплопровідність матеріалу. Лазерне плавлення матеріалів із заліза та металевого титану можна отримати без розрізу окислення. Густина потужності лазера, яка викликає плавлення, але менше, ніж газифікацію, становить від 104 Вт/см2 до 105 Вт/см2 для сталевих матеріалів.
3, різання окислювальним плавленням (лазерне різання).
Розплавлене різання зазвичай використовує інертний газ, якщо його замінити киснем або іншими активними газами, матеріал запалюється під опроміненням лазерного променя, а інтенсивна хімічна реакція з киснем створює інше джерело тепла, так що матеріал додатково нагрівається, що називається окисленням. плавлення різання.
Через цей ефект при однаковій товщині конструкційної сталі швидкість різання, отримана цим методом, вища, ніж при різанні плавленням. З іншого боку, цей метод може мати гіршу якість різання, ніж різання плавленням. Це фактично створює ширшу щілину, значну шорсткість, збільшену зону теплового впливу та гіршу якість краю. Лазерне різання полум'ям не підходить для обробки точних моделей і гострих кутів (є ризик обпалити гострі кути). Для обмеження теплового ефекту можна використовувати імпульсний режим роботи лазера, а потужність лазера визначає швидкість різання. У разі певної потужності лазера лімітуючим фактором є подача кисню і теплопровідність матеріалу.
4, різання контрольного перелому.
Для крихких матеріалів, які легко пошкоджуються теплом, високошвидкісне та контрольоване різання за допомогою нагрівання лазерним променем називається різанням з контрольованим руйнуванням. Основний зміст цього процесу різання: лазерний промінь нагріває невелику ділянку крихкого матеріалу, викликаючи великий температурний градієнт і серйозну механічну деформацію в цій області, що призводить до утворення тріщин у матеріалі. Поки підтримується збалансований градієнт нагрівання, лазерний промінь може направляти тріщину в будь-якому бажаному напрямку.