Лазер — это высококонцентрированный луч света на одной длине волны. На каждой длине волны света различные материалы поглощают, отражают и пропускают этот свет в разной степени.
Лазерный луч представляет собой столб света очень высокой интенсивности, одной длины волны или цвета. В случае типичного CO2 лазер, эта длина волны находится в инфракрасной части светового спектра, поэтому она невидима для человеческого глаза. Диаметр луча составляет всего около 3/4 дюйма, когда он проходит от лазерного резонатора, который создает луч, через траекторию луча лазерного резака. Он может отражаться в разных направлениях несколькими зеркалами, или «изгибами луча», прежде чем он наконец сфокусируется на пластине. Сфокусированный лазерный луч проходит через отверстие сопла прямо перед тем, как он ударяется о пластину. Через отверстие сопла также протекает сжатый газ, такой как кислород или азот.
Высокая плотность мощности приводит к быстрому нагреву, плавлению и частичному или полному испарению материала. При резке мягкой стали тепла лазерного луча достаточно, чтобы начать типичный процесс горения «кислородного топлива», а газом для лазерной резки будет чистый кислород, как и в кислородно-топливной горелке. При резке нержавеющей стали или алюминия лазерный луч просто расплавляет материал, а для выдувания расплавленного металла из реза используется азот под высоким давлением.
На Машина лазерной резки, лазерная режущая головка перемещается по металлической пластине в форме желаемой детали, таким образом вырезая деталь из пластины. Емкостная система управления h8 поддерживает очень точное расстояние между концом сопла и разрезаемой пластиной. Это расстояние важно, поскольку оно определяет, где находится фокусная точка относительно поверхности пластины. На качество резки можно влиять, поднимая или опуская фокусную точку чуть выше поверхности пластины, на поверхности или чуть ниже поверхности.
Лазерный режущий станок работает, фокусируя луч лазерного света на кусок материала. Лазерный луч настолько мощный, что при фокусировке он повышает температуру разрезаемого материала достаточно высоко, чтобы расплавить или испарить материал в небольшой области, на которой сфокусирован луч. Часто для выталкивания расплавленного материала из области реза используется вспомогательный газ. Это особенно актуально для резки металлов или толстых листов материала, например фанеры.
Для резки форм лазерная головка перемещается, используя некую форму портала для позиционирования луча над новым материалом, в результате чего вместо небольшого отверстия вырезается линия. Типы систем движения включают реечные и шестеренные передачи, шариковые винты и линейные двигатели. Линейные двигатели самые дорогие, но самые быстрые и точные. Реечные и шестеренные передачи обеспечивают почти такую же скорость и точность, но за более низкую цену. Некоторые небольшие любительские лазеры могут также использовать зубчатый ремень и шаговые двигатели для перемещения лазерной головки. Во всех случаях система с подачами и обратной связью энкодера значительно повышает точность система лазерной резки, как и жесткая рама, изолированная от вибрации.
Для лазерной резки важно выбрать длину волны, которая обладает высокой поглощающей способностью в разрезаемом материале.
Когда энергия лазера направляется на поверхность материала, материал поглощает так много энергии, что быстро нагревается выше температуры плавления и до температуры разложения.
При температуре деградации материал разрушается и распадается. Часто при этом выделяется дым или пары.
Край разреза может быть нагрет до более низкого уровня и фактически расплавиться и преобразоваться. Это может быть фактически использовано как своего рода уплотнительный механизм, который полезен для волокнистых материалов, например, для предотвращения провисания.
При работе с лазерным резаком целесообразно направлять лазер под таким углом, чтобы дым от процесса резки не скапливался в виде сажи на оптике лазера. Кроме того, при резке (или сварке) сильно отражающих поверхностей важно предотвратить отражение лазерного луча от поверхности обратно в оптику лазера, что может повредить её.
