Įvairūs lazerinio pjovimo mašinos pjovimo būdai.

Pjovimas lazeriu yra bekontaktis apdorojimo būdas, pasižymintis didele energija ir geru tankio valdymu. Lazerio spindulys yra sufokusuotas, kad susidarytų šviesos taškas su dideliu energijos tankiu, kuris turi daug savybių, kai naudojamas pjovimui. Iš esmės yra keturi skirtingi pjovimo lazeriu būdai, kad būtų galima susidoroti su skirtingomis situacijomis.

Stalinis pjovimo lazeriu mašina	Vieno stalo lazerinė pjovimo mašina	Vamzdžių pjovimo lazeriu mašina

Lydymosi pjovimas

Lydant ir pjaunant lazeriu, ruošinys iš dalies išlydomas, o išlydyta medžiaga išpurškiama oro srauto pagalba. Kadangi medžiaga perduodama tik skystoje būsenoje, procesas vadinamas lazeriniu lydymu ir pjaustymu.

Lazerio spindulys suderinamas su didelio grynumo inertinėmis pjovimo dujomis, kad išsilydžiusią medžiagą būtų pašalinta nuo plyšio, o pačios dujos pjovime nedalyvauja. Pjovimas lazeriu gali pasiekti didesnį pjovimo greitį nei dujofikacinis pjovimas. Dujofikavimui reikalinga energija paprastai yra didesnė už energiją, reikalingą medžiagai išlydyti. Lydant ir pjaustant lazeriu lazerio spindulys sugeriamas tik iš dalies. Didžiausias pjovimo greitis didėja didėjant lazerio galiai, o mažėja beveik atvirkščiai, didėjant lakšto storiui ir didėjant medžiagos lydymosi temperatūrai. Tam tikros lazerio galios atveju ribojantis veiksnys yra oro slėgis plyšyje ir medžiagos šilumos laidumas. Lydant ir pjaustant lazeriu galima gauti neoksidacinių geležies medžiagų ir titano metalų pjūvių. Lazerio galios tankis, dėl kurio lydosi, bet ne dujofikuoja, yra tarp 104 W/cm2-105W/cm2 plieninėms medžiagoms.

Išgarintas pjovimas

Lazerinio dujofikavimo pjovimo procese medžiagos paviršiaus temperatūros kilimo iki virimo temperatūros greitis yra toks greitas, kad jo pakanka išvengti dėl šilumos laidumo sukelto lydymosi, todėl dalis medžiagos išgaruoja į garus ir išnyksta, o dalis medžiaga iš plyšio apačios purškiama pagalbinėmis dujomis Srautas nupučia. Šiuo atveju reikalinga labai didelė lazerio galia.

Kad medžiagos garai nesikondensuotų ant plyšio sienelės, medžiagos storis neturi smarkiai viršyti lazerio spindulio skersmens. Todėl šis procesas tinka tik tais atvejais, kai reikia vengti išlydytos medžiagos pašalinimo. Šis apdorojimas iš tikrųjų naudojamas tik tose vietose, kur geležies lydiniai yra labai maži.

Šis procesas negali būti naudojamas tokioms medžiagoms kaip mediena ir tam tikra keramika, kuri nėra išlydyta, todėl mažai tikėtina, kad medžiagos garai vėl kondensuotųsi. Be to, šios medžiagos paprastai reikalauja storesnių pjūvių. Pjaunant lazeriu dujofikuojant, optimalus spindulio židinys priklauso nuo medžiagos storio ir pluošto kokybės. Lazerio galia ir garavimo šiluma turi tik tam tikrą įtaką optimaliai fokusavimo padėčiai. Esant tam tikram lakšto storiui, didžiausias pjovimo greitis yra atvirkščiai proporcingas medžiagos garavimo temperatūrai. Reikalingas lazerio galios tankis yra didesnis nei 108W/cm2 ir priklauso nuo medžiagos, pjovimo gylio ir spindulio fokusavimo padėties. Esant tam tikram lakšto storiui, darant prielaidą, kad lazerio galia yra pakankama, maksimalų pjovimo greitį riboja dujų srovės greitis.

Kontroliuojamas lūžių pjovimas

Trapioms medžiagoms, kurios lengvai pažeidžiamos karščio, greitas ir valdomas pjovimas atliekamas lazerio spindulio kaitinimu, kuris vadinamas kontroliuojamu lūžių pjovimu. Pagrindinis šio pjovimo proceso turinys yra toks: lazerio spindulys įkaitina nedidelį trapios medžiagos plotą, sukeldamas didelį šiluminį gradientą ir didelę mechaninę deformaciją, dėl kurios medžiagoje susidaro įtrūkimai. Tol, kol išlaikomas vienodas šildymo gradientas, lazerio spindulys gali nukreipti įtrūkimus bet kuria norima kryptimi.

Oksidacinis lydymosi pjovimas (pjovimas lazeriu)

Lydant ir pjaustant paprastai naudojamos inertinės dujos. Jei jis pakeičiamas deguonimi ar kitomis aktyviomis dujomis, apšvitinant lazerio spindulį, medžiaga užsidega ir įvyksta nuožmi cheminė reakcija su deguonimi, kad būtų sukurtas kitas šilumos šaltinis, kuris toliau kaitintų medžiagą, o tai vadinama oksidaciniu lydymu ir pjaustymu.

Dėl šio poveikio tokio paties storio konstrukcinio plieno pjovimo greitis, kurį galima gauti šiuo metodu, yra didesnis nei lydymosi pjovimo greitis. Kita vertus, šis metodas gali turėti prastesnę pjovimo kokybę, palyginti su lydymo pjovimu. Tiesą sakant, jis padidins pjūvį, akivaizdų šiurkštumą, padidins karščio paveiktą zoną ir prastesnę krašto kokybę. Lazerinis liepsnos pjovimas nėra geras, kai praplenkia tikslius modelius ir aštrius kampus (kyla pavojus nudegti aštrius kampus). Šiluminiam poveikiui apriboti galima naudoti impulsinį lazerį, o lazerio galia lemia pjovimo greitį. Tam tikros lazerio galios atveju ribojantis veiksnys yra deguonies tiekimas ir medžiagos šilumos laidumas.