1. Εξατμισμένη κοπή.
Κατά τη διαδικασία κοπής με αεριοποίηση λέιζερ, η ταχύτητα της θερμοκρασίας της επιφάνειας του υλικού αυξάνεται στη θερμοκρασία βρασμού είναι τόσο γρήγορη που αρκεί για να αποφευχθεί η τήξη που προκαλείται από τη θερμική αγωγή, οπότε μέρος του υλικού εξατμίζεται σε ατμό και εξαφανίζεται και μέρος του το υλικό ψεκάζεται από το κάτω μέρος της σχισμής με βοηθητικό αέριο. Η ροή φυσά μακριά. Σε αυτή την περίπτωση, απαιτείται πολύ μεγάλη ισχύ λέιζερ.
Προκειμένου να αποφευχθεί η συμπύκνωση ατμών υλικού στο τοίχωμα της σχισμής, το πάχος του υλικού δεν πρέπει να υπερβαίνει κατά πολύ τη διάμετρο της δέσμης λέιζερ. Αυτή η διαδικασία είναι επομένως κατάλληλη μόνο για εφαρμογές όπου πρέπει να αποφεύγεται η απομάκρυνση του τηγμένου υλικού. Αυτή η επεξεργασία χρησιμοποιείται στην πραγματικότητα μόνο σε περιοχές όπου τα κράματα με βάση το σίδηρο είναι πολύ μικρά.
Αυτή η διαδικασία δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για υλικά όπως το ξύλο και ορισμένα κεραμικά που δεν είναι σε τετηγμένη κατάσταση και ως εκ τούτου είναι απίθανο να επιτρέψουν στον υδρατμό να επανασυμπυκνωθεί. Επιπλέον, αυτά τα υλικά συνήθως απαιτούν παχύτερες κοπές. Στην κοπή αεριοποίησης λέιζερ, η βέλτιστη εστίαση δέσμης εξαρτάται από το πάχος του υλικού και την ποιότητα της δέσμης. Η ισχύς του λέιζερ και η θερμότητα της εξάτμισης επηρεάζουν μόνο τη βέλτιστη θέση εστίασης. Στην περίπτωση ορισμένου πάχους του φύλλου, η μέγιστη ταχύτητα κοπής είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη θερμοκρασία εξάτμισης του υλικού. Η απαιτούμενη πυκνότητα ισχύος λέιζερ είναι μεγαλύτερη από 108W/cm2 και εξαρτάται από το υλικό, το βάθος κοπής και τη θέση εστίασης της δέσμης. Στην περίπτωση συγκεκριμένου πάχους φύλλου, με την προϋπόθεση επαρκούς ισχύος λέιζερ, η μέγιστη ταχύτητα κοπής περιορίζεται από την ταχύτητα εκτόξευσης αερίου.
2. Τήξη και κοπή.
Κατά την τήξη και την κοπή με λέιζερ, το τεμάχιο εργασίας λιώνει μερικώς και το λιωμένο υλικό ψεκάζεται με τη βοήθεια ροής αέρα. Επειδή η μεταφορά του υλικού συμβαίνει μόνο σε υγρή κατάσταση, η διαδικασία ονομάζεται τήξη και κοπή με λέιζερ.
Η δέσμη λέιζερ συνδυάζεται με ένα αδρανές αέριο κοπής υψηλής καθαρότητας για να απομακρύνει το λιωμένο υλικό μακριά από το στόμιο και το ίδιο το αέριο δεν συμμετέχει στην κοπή. Η κοπή με τήξη λέιζερ μπορεί να έχει μεγαλύτερη ταχύτητα κοπής από την κοπή αεριοποίησης. Η ενέργεια που απαιτείται για την αεριοποίηση είναι συνήθως υψηλότερη από την ενέργεια που απαιτείται για να λιώσει το υλικό. Στην τήξη και την κοπή λέιζερ, η δέσμη λέιζερ απορροφάται μόνο εν μέρει. Η μέγιστη ταχύτητα κοπής αυξάνεται με την αύξηση της ισχύος του λέιζερ και μειώνεται σχεδόν αντίστροφα με την αύξηση του πάχους του φύλλου και την αύξηση της θερμοκρασίας τήξης του υλικού. Στην περίπτωση συγκεκριμένης ισχύος λέιζερ, ο περιοριστικός παράγοντας είναι η πίεση του αέρα στη σχισμή και η θερμική αγωγιμότητα του υλικού. Η τήξη και η κοπή με λέιζερ μπορούν να αποκτήσουν τομές χωρίς οξείδωση για υλικά σιδήρου και μέταλλα τιτανίου. Η πυκνότητα ισχύος λέιζερ που παράγει τήξη αλλά όχι αεριοποίηση είναι μεταξύ 104W/cm2 ～ 105W/cm2 για χαλύβδινα υλικά.
3. Κοπή τήξης με οξείδωση (κοπή φλόγας λέιζερ).
Η κοπή τήξης χρησιμοποιεί γενικά αδρανές αέριο. Εάν αντικατασταθεί από οξυγόνο ή άλλα ενεργά αέρια, το υλικό αναφλέγεται υπό την ακτινοβολία της δέσμης λέιζερ και συμβαίνει μια έντονη χημική αντίδραση με το οξυγόνο για να δημιουργήσει μια άλλη πηγή θερμότητας για περαιτέρω θέρμανση του υλικού, η οποία ονομάζεται οξειδωτική κοπή τήξης.
Λόγω αυτού του αποτελέσματος, για δομικό χάλυβα ίδιου πάχους, ο ρυθμός κοπής που μπορεί να επιτευχθεί με αυτή τη μέθοδο είναι υψηλότερος από αυτόν της κοπής τήξης. Από την άλλη πλευρά, αυτή η μέθοδος μπορεί να έχει χειρότερη ποιότητα κοπής σε σύγκριση με την κοπή σύντηξης. Στην πραγματικότητα, θα παράγει ευρύτερο χαλί, εμφανή τραχύτητα, αυξημένη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και χειρότερη ποιότητα άκρων. Η κοπή φλόγας λέιζερ δεν είναι καλή κατά την επεξεργασία μοντέλων ακριβείας και αιχμηρών γωνιών (υπάρχει κίνδυνος καύσης των αιχμηρών γωνιών). Ένα παλμικό λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιορίσει τη θερμική επίδραση και η ισχύς του λέιζερ καθορίζει την ταχύτητα κοπής. Στην περίπτωση ορισμένης ισχύος λέιζερ, ο περιοριστικός παράγοντας είναι η παροχή οξυγόνου και η θερμική αγωγιμότητα του υλικού.
4. Ελέγξτε την κοπή κατάγματος.
Για εύθραυστα υλικά που εύκολα καταστρέφονται από τη θερμότητα, η υψηλή ταχύτητα και η ελεγχόμενη κοπή πραγματοποιείται με θέρμανση με δέσμη λέιζερ, η οποία ονομάζεται ελεγχόμενη κοπή κατάγματος. Το κύριο περιεχόμενο αυτής της διαδικασίας κοπής είναι: η δέσμη λέιζερ θερμαίνει μια μικρή περιοχή του εύθραυστου υλικού, προκαλώντας μεγάλη θερμική κλίση και σοβαρή μηχανική παραμόρφωση σε αυτήν την περιοχή, οδηγώντας στο σχηματισμό ρωγμών στο υλικό. Όσο διατηρείται μια ομοιόμορφη κλίση θέρμανσης, η δέσμη λέιζερ μπορεί να καθοδηγήσει ρωγμές προς οποιαδήποτε επιθυμητή κατεύθυνση.
