Glavni postopek stroja za lasersko rezanje

1. Vaporizacijsko rezanje
Med postopkom rezanja z laserskim uplinjevanjem površinska temperatura materiala naraste do temperature vrelišča tako hitro, da je dovolj, da se izognemo taljenju, ki ga povzroči toplotna prevodnost, zato del materiala upari v paro in izgine, del materiala pa je pomožni plin izvržen z dna reže. Tok odpihne. V tem primeru so potrebne zelo visoke laserske moči.
Da bi preprečili kondenzacijo hlapov materiala na stenah rezov, debelina materiala ne sme močno presegati premera laserskega žarka. Ta postopek je zato primeren samo za aplikacije, kjer se je treba izogniti izpustu staljenega materiala. Ta strojna obdelava se praktično uporablja le na majhnih področjih uporabe zlitin na osnovi železa.
Tega postopka ni mogoče uporabiti za materiale, kot sta les in določena keramika, ki nimajo staljenega stanja in je zato manj verjetno, da bodo pari materiala ponovno kondenzirali. Poleg tega ti materiali običajno dosegajo debelejše reze. Pri laserskem parnem rezanju je optimalno fokusiranje žarka odvisno od debeline materiala in kakovosti žarka. Laserska moč in toplota uparjanja imata le določen vpliv na optimalno lego fokusa. Ko je debelina plošče konstantna, je največja hitrost rezanja obratno sorazmerna s temperaturo uplinjanja materiala. Zahtevana gostota moči laserja je večja od 108 W/cm2 in je odvisna od materiala, globine reza in položaja fokusa žarka. V primeru določene debeline plošče, ob predpostavki zadostne moči laserja, je največja rezalna hitrost omejena s hitrostjo plinskega curka.
2. Taljenje rezanja
Pri laserskem fuzijskem rezanju se obdelovanec delno stopi, staljeni material pa se izvrže s pomočjo zračnega toka. Ker se prenos materiala zgodi samo v njegovem tekočem stanju, se postopek imenuje lasersko fuzijsko rezanje.
Laserski žarek skupaj z inertnim rezalnim plinom visoke čistosti požene staljeni material iz zareza, sam plin pa pri rezanju ne sodeluje. Lasersko fuzijsko rezanje lahko doseže večjo rezalno hitrost kot rezanje z uplinjanjem. Energija, potrebna za uplinjanje, je na splošno višja od tiste, ki je potrebna za taljenje materiala. Pri laserskem fuzijskem rezanju se laserski žarek le delno absorbira. Največja rezalna hitrost narašča z večanjem moči laserja in pada skoraj obratno sorazmerno z naraščanjem debeline pločevine in temperature taljenja materiala. Pri določeni moči laserja je omejitveni faktor zračni tlak na zarezi in toplotna prevodnost materiala. Z laserskim talilnim rezanjem lahko dobite reze brez oksidacije za železne materiale in titanove kovine. Gostota moči laserja, ki povzroči taljenje, vendar manj kot uplinjanje, je med 104 W/cm2 in 105 W/cm2 za jeklene materiale.
3. Rezanje z oksidacijskim taljenjem (lasersko plamensko rezanje)
Fuzijsko rezanje na splošno uporablja inertni plin. Če ga nadomestimo s kisikom ali drugim aktivnim plinom, se material pod obsevanjem laserskega žarka vžge in pride do burne kemične reakcije s kisikom, da nastane drug vir toplote, ki dodatno segreje material, kar imenujemo oksidacijsko talilno rezanje. .
Zaradi tega učinka je mogoče s to metodo doseči višje stopnje rezanja kot pri rezanju s taljenjem za enako debelino konstrukcijskega jekla. Po drugi strani pa ima lahko ta metoda slabšo kakovost reza kot fuzijsko rezanje. Dejansko ustvarja širše zareze, opazno hrapavost, povečano temperaturno prizadeto območje in slabšo kakovost robov. Lasersko plamensko rezanje je slabo za natančne modele in ostre vogale (nevarnost opeklin zaradi ostrih vogalov). Laserji v impulznem načinu se lahko uporabljajo za omejevanje toplotnih učinkov, moč laserja pa določa hitrost rezanja. Pri določeni moči laserja sta omejitvena faktorja dovod kisika in toplotna prevodnost materiala.
4. Rezanje kontrolnega loma
Pri krhkih materialih, ki jih toplota zlahka poškoduje, se visokohitrostno in nadzorovano rezanje izvaja z laserskim segrevanjem, kar imenujemo rezanje z nadzorovanim lomom. Glavna vsebina tega postopka rezanja je, da laserski žarek segreje majhno površino krhkega materiala, kar povzroči velik toplotni gradient in močno mehansko deformacijo na tem območju, kar povzroči nastanek razpok v materialu. Dokler se vzdržuje enakomeren gradient segrevanja, lahko laserski žarek usmeri razpoke v katero koli želeno smer.