Processo principal da máquina de corte a laser

1, Corte por vaporização.
No processo de corte por gaseificação a laser, a temperatura da superfície do material sobe até a temperatura do ponto de ebulição tão rápido que é o suficiente para evitar o derretimento causado pela condução de calor, então parte do material vaporiza em vapor e desaparece, e parte do material é soprada para longe do fundo da fenda pelo fluxo de gás auxiliar como um ejetado. Uma potência de laser muito alta é necessária neste caso.
Para evitar que o vapor do material se condense na parede da fenda, a espessura do material não deve exceder muito o diâmetro do feixe de laser. O processamento é, portanto, adequado apenas para aplicações em que a exclusão de material fundido deve ser evitada. A usinagem é, na verdade, usada apenas em áreas muito pequenas de uso para ligas à base de ferro.
O processo não pode ser usado em materiais, como madeira e certas cerâmicas, que não têm um estado de fusão e, portanto, é improvável que permitam que o vapor do material se recondense. Além disso, esses materiais geralmente precisam atingir incisões mais espessas. No corte de gaseificação a laser, o foco ideal do feixe depende da espessura do material e da qualidade do feixe. A potência do laser e o calor da gaseificação têm apenas certa influência na posição de foco ideal. No caso de uma certa espessura da placa, a velocidade máxima de corte é inversamente proporcional à temperatura de gaseificação do material. A densidade de potência do laser necessária é maior que 108 W/cm2 e depende do material, da profundidade de corte e da posição de foco do feixe. No caso de uma certa espessura da placa, assumindo que haja potência do laser suficiente, a velocidade máxima de corte é limitada pela velocidade do jato de gás.
2. Derreter e cortar.
No corte por fusão a laser, a peça de trabalho é parcialmente derretida e o material fundido é pulverizado com a ajuda do fluxo de ar. Como a transferência do material ocorre apenas em seu estado líquido, o processo é chamado de corte por fusão a laser.
O feixe de laser é pareado com um gás de corte inerte de alta pureza para empurrar o material fundido para longe da fenda, enquanto o gás em si não está envolvido no corte. O corte por fusão a laser pode obter uma velocidade de corte maior do que o corte por gaseificação. A energia necessária para a gaseificação é geralmente maior do que a necessária para derreter o material. No corte por fusão a laser, o feixe de laser é absorvido apenas parcialmente. A velocidade máxima de corte aumenta com o aumento da potência do laser e diminui quase inversamente com o aumento da espessura da placa e da temperatura de fusão do material. No caso de uma certa potência do laser, o fator limitante é a pressão do ar na fenda e a condutividade térmica do material. O corte por fusão a laser para materiais de ferro e titânio metálico pode ser obtido sem incisão de oxidação. A densidade de potência do laser que produz fusão, mas menor que a gaseificação, está entre 104 W/cm2 e 105 W/cm2 para materiais de aço.
3, Corte por fusão por oxidação (corte por chama a laser).
O corte por fusão geralmente utiliza gás inerte. Se substituído por oxigênio ou outros gases ativos, o material é inflamado sob a irradiação do feixe de laser, e a intensa reação química com o oxigênio produz outra fonte de calor, de modo que o material é ainda mais aquecido, o que é chamado de corte por fusão por oxidação.
Devido a esse efeito, para a mesma espessura de aço estrutural, a taxa de corte obtida por esse método é maior do que a do corte por fusão. Por outro lado, esse método pode ter pior qualidade de corte do que o corte por fusão. Na verdade, ele produz uma fenda mais larga, rugosidade significativa, aumento da zona afetada pelo calor e pior qualidade da borda. O corte a laser não é bom ao usinar modelos de precisão e cantos afiados (há risco de queimar cantos afiados). Um modo pulsado de laser pode ser usado para limitar o efeito térmico, e a potência do laser determina a velocidade de corte. No caso de uma certa potência do laser, o fator limitante é o fornecimento de oxigênio e a condutividade térmica do material.
4, Controle de corte de fratura.
Para materiais frágeis que são facilmente danificados pelo calor, o corte de alta velocidade e controlável por aquecimento de feixe de laser é chamado de corte de fratura controlada. O conteúdo principal deste processo de corte é: o feixe de laser aquece uma pequena área do material quebradiço, causando um grande gradiente térmico e séria deformação mecânica na área, resultando na formação de rachaduras no material. Desde que um gradiente de aquecimento equilibrado seja mantido, o feixe de laser pode guiar a rachadura em qualquer direção desejada.