K ozařování řezaného materiálu se používá laserový paprsek s vysokou hustotou výkonu, takže se materiál rychle zahřeje na teplotu vypařování a odpaří se za vzniku otvorů. Jak se paprsek pohybuje po materiálu, otvory nepřetržitě vytvářejí velmi úzkou šířku (např. asi 0,1 mm) řezné štěrbiny.
Protože nevznikají žádné náklady na zpracování nástrojů, je zařízení pro řezání laserem vhodné i pro výrobu malých sérií různě velkých dílů, které dříve nebylo možné zpracovat. Laserové řezací zařízení často používá zařízení CNC (Computerized Numerical Control Technology). Zařízení může přijímat řezná data z počítačem podporované pracovní stanice (CAD) po telefonní lince.
Klasifikace
Laserové řezání lze rozdělit do čtyř kategorií: laserové řezání párou, laserové fúzní řezání, laserové řezání kyslíkem a laserové rytí a řízené lomy.
1. Laserové řezání párou
Laserový paprsek s vysokou hustotou energie se používá k ohřevu obrobku, což způsobí, že teplota rychle stoupne a dosáhne bodu varu materiálu ve velmi krátké době a materiál se začne vypařovat a tvořit páru. Tyto páry jsou vypouštěny velmi vysokou rychlostí a současně s vypouštěním par dochází k řezům na materiálu. Výparné teplo materiálu je obecně velmi velké, takže řezání párou laserem vyžaduje velký výkon a hustotu výkonu.
Laserové řezání párou se používá hlavně pro řezání extrémně tenkých kovových materiálů a nekovových materiálů (jako je papír, látka, dřevo, plast a pryž atd.).
2. Laserové tavné řezání
Při laserovém tavném řezání se kovový materiál taví laserovým ohřevem. Potom se tryskou koaxiální s paprskem rozstřikuje neoxidační plyn (Ar, He, N atd.), přičemž se využívá silný tlak plynu k vytlačení tekutého kovu a vytvoření řezu. Laserové tavné řezání nevyžaduje úplné odpaření kovu a požadovaná energie je pouze 1/10 odpařovacího řezání.
Laserové tavné řezání se používá především pro řezání některých obtížně oxidovatelných materiálů nebo aktivních kovů, jako je nerezová ocel, titan, hliník a jejich slitiny.
3. Laserové řezání kyslíkem
Princip laserového řezání kyslíkem je podobný řezání kyslíkem a acetylenem. Využívá laser jako předehřívací zdroj tepla a aktivní plyn, jako je kyslík, jako řezný plyn. Na jedné straně vstřikovaný plyn interaguje s řezným kovem za účelem vyvolání oxidační reakce a uvolnění velkého množství oxidačního tepla; na druhé straně jsou roztavený oxid a tavenina vyfukovány z reakční zóny za vzniku řezaného kovu. Protože oxidační reakce generuje během procesu řezání velké množství tepla, je potřeba energie pro laserové řezání kyslíkem pouze poloviční ve srovnání s tavným řezáním a řezná rychlost je mnohem vyšší než u laserového řezání párou a tavného řezání. Laserové řezání kyslíkem se používá hlavně pro snadno oxidovatelné kovové materiály, jako je uhlíková ocel, titanová ocel a tepelně zpracovaná ocel.
4. Laserové rýhování a řízený lom
Při laserovém rýhování laser s vysokou energetickou hustotou skenuje povrch křehkého materiálu, což způsobuje, že se materiál zahřívá a odpařuje a vytváří malou drážku. Poté se aplikuje určitý tlak a křehký materiál praskne podél malé drážky. Lasery používané pro laserové rytí jsou obecně Q-switched lasery a CO2 lasery.
Řízený lom využívá strmé rozložení teploty vytvořené laserovým rýsováním ke generování lokálních tepelných napětí v křehkém materiálu, což způsobuje lámání materiálu podél malých drážek.
Vlastnosti
Ve srovnání s jinými procesy tepelného řezání se laserové řezání obecně vyznačuje vysokou řeznou rychlostí a vysokou kvalitou. Konkrétní shrnutí je následující.
⑴ Dobrá kvalita řezu
Díky malému laserovému bodu, vysoké hustotě energie a vysoké rychlosti řezání může laserové řezání dosáhnout lepší kvality řezání.
Řez řezání laserem je úzký, obě strany štěrbiny jsou rovnoběžné a kolmé k povrchu a rozměrová přesnost řezaných dílů může být
