Taglio a fusione
Il taglio per fusione consiste nel riscaldare il materiale con un raggio laser incidente. Quando la densità di potenza del raggio laser supera un certo valore, la parte irradiata del materiale comincerà ad evaporare internamente, formando dei piccoli fori. Tali fori assorbiranno ulteriormente l'energia del raggio laser e fonderanno la parete metallica che li protegge. Contemporaneamente il flusso d'aria ausiliario coassiale alla trave asporta il materiale fuso attorno al foro. Con il movimento del pezzo, è possibile tagliare una fessura sulla superficie metallica.
Taglio di vaporizzazione
Il taglio a vaporizzazione richiede una maggiore potenza del raggio laser rispetto al taglio a fusione. Sotto l'irradiazione di tale raggio, il materiale tagliato può raggiungere direttamente il punto di ebollizione senza sciogliersi. In questo modo il materiale può scomparire allo stato di vapore, e il vapore porta via le particelle fuse ei detriti di abrasione, formando dei buchi. Nel processo di vaporizzazione, circa il 40 percento dei materiali scompare sotto forma di vapore, mentre un altro 60 percento dei materiali viene espulso dal flusso d'aria sotto forma di goccioline, che verranno espulse dal fondo della fessura come materiale espulso. Nel processo di lavorazione, potresti incontrare molti materiali che non possono essere fusi, come legno e materiali in carbonio, che possono essere lavorati con questo processo di taglio.
Fusione ossidativa
Il taglio per fusione utilizza gas attivi come l'ossigeno come flusso di gas ausiliario. Durante il taglio, la superficie del materiale viene riscaldata alla temperatura di accensione sotto l'irradiazione del raggio laser, quindi si verifica una feroce reazione di combustione con l'ossigeno e viene rilasciata una grande quantità di calore. Questo calore riscalderà il materiale per formare un piccolo foro riempito di vapore all'interno e scioglierà la parete metallica che circonda il piccolo foro.
La velocità di combustione del metallo nell'ossigeno è controllata dal trasferimento delle sostanze di combustione nelle scorie, poiché la velocità di diffusione dell'ossigeno attraverso le scorie al fronte di accensione determinerà direttamente la velocità di combustione. Maggiore è la portata di ossigeno, più intensa è la reazione di combustione. Allo stesso tempo, più velocemente vengono rimosse le scorie e si può ottenere una maggiore velocità di taglio. Naturalmente, maggiore è la portata di ossigeno, meglio è, perché una portata troppo elevata può portare a un rapido raffreddamento del prodotto di reazione all'uscita della fessura, cioè ossido di metallo, che è molto dannoso per la qualità del taglio.
In questo processo di taglio sono presenti due fonti di calore per la fusione del metallo, una è il calore generato dall'irradiazione laser e l'altra è il calore generato dalla reazione chimica tra ossigeno e metallo. Si stima che durante il taglio di materiali in acciaio, il calore rilasciato dalla reazione di ossidazione rappresenti circa il 60% dell'energia totale richiesta per il taglio. Pertanto, la velocità di combustione dell'ossigeno e la velocità di spostamento del raggio laser devono essere calcolate con precisione per ottenere una corrispondenza perfetta. Se la velocità di combustione dell'ossigeno è superiore alla velocità di movimento del raggio laser, la fenditura appare ampia e ruvida. Se il raggio laser si muove più velocemente della velocità di combustione dell'ossigeno, la fessura risultante è stretta e liscia.
Controllare la frattura
Il controllo della frattura consiste nel tagliare il materiale ad alta velocità e controllabile riscaldandolo con un raggio laser. Questo processo è molto efficace per materiali fragili che sono facili da danneggiare con il calore. Il processo specifico è: riscaldare una piccola area di materiale fragile con un raggio laser, provocando un grande gradiente termico e una grave deformazione meccanica nell'area, con conseguente formazione di crepe nel materiale. Finché viene mantenuto il gradiente di riscaldamento uniforme, il raggio laser può guidare la fessura in qualsiasi direzione desiderata.
Vale la pena notare che questo taglio a frattura controllata non è adatto per il taglio di angoli acuti e spigoli. Non è facile riuscire a tagliare sagome chiuse molto grandi. Controlla la velocità di taglio della frattura e non è necessaria una potenza troppo elevata, altrimenti la superficie del pezzo si scioglierà e danneggerà il tagliente. I principali parametri di controllo sono la potenza del laser e la dimensione dello spot.