קרן לייזר בצפיפות גבוהה משמשת להקרנת החומר לחיתוך, כך שהחומר מתחמם במהירות לטמפרטורת האידוי ומתאדה ליצירת חורים. כאשר הקורה נעה על פני החומר, החורים יוצרים ללא הרף חריצי חיתוך ברוחב צר מאוד (למשל, בערך 0.1 מ"מ).
מכיוון שאין עלות עיבוד כלי, ציוד חיתוך בלייזר מתאים גם לייצור קבוצות קטנות של חלקים בגדלים שונים שלא ניתן היה לעבד קודם לכן. ציוד חיתוך בלייזר משתמש לעתים קרובות בציוד CNC (טכנולוגיית בקרה מספרית ממוחשבת). המכשיר יכול לקבל נתוני חיתוך מתחנת עבודה בתכנון בעזרת מחשב (CAD) דרך קו טלפון.
מִיוּן
ניתן לחלק את חיתוך הלייזר לארבע קטגוריות: חיתוך אדים בלייזר, חיתוך היתוך בלייזר, חיתוך חמצן בלייזר, וכרטוט בלייזר ושבר מבוקר.
1. חיתוך באדי לייזר
קרן לייזר בצפיפות אנרגיה גבוהה משמשת לחימום חומר העבודה, מה שגורם לטמפרטורה לעלות במהירות ולהגיע לנקודת הרתיחה של החומר תוך זמן קצר מאוד, והחומר מתחיל להתאדות וליצור אדים. אדים אלו נפלטים במהירות גבוהה מאוד, ובמקביל לפליטת האדים נעשים חתכים בחומר. חום האידוי של החומר הוא בדרך כלל גדול מאוד, ולכן חיתוך אדי לייזר דורש כוח וצפיפות הספק גדולים.
חיתוך אדים בלייזר משמש בעיקר לחיתוך חומרי מתכת דקים במיוחד וחומרים לא מתכתיים (כגון נייר, בד, עץ, פלסטיק וגומי וכו').
2. חיתוך היתוך בלייזר
בחיתוך היתוך בלייזר, חומר המתכת מותך על ידי חימום בלייזר. לאחר מכן, גז שאינו מחמצן (Ar, He, N וכו') מותז דרך זרבובית קואקסיאלית עם הקורה, תוך שימוש בלחץ החזק של הגז כדי להוציא את המתכת הנוזלית ליצירת חתך. חיתוך היתוך בלייזר אינו מצריך אידוי מוחלט של המתכת, והאנרגיה הנדרשת היא רק 1/10 מחיתוך באידוי.
חיתוך היתוך בלייזר משמש בעיקר לחיתוך חומרים קשים לחמצון או מתכות פעילות כגון נירוסטה, טיטניום, אלומיניום וסגסוגותיהם.
3. חיתוך חמצן בלייזר
העיקרון של חיתוך חמצן בלייזר דומה לחיתוך אוקסיאצטילן. הוא משתמש בלייזר כמקור חום מראש ובגז פעיל כגון חמצן כגז חיתוך. מצד אחד, הגז המוזרק יוצר אינטראקציה עם המתכת החותכת כדי לגרום לתגובת חמצון ולשחרר כמות גדולה של חום חמצון; מצד שני, תחמוצת מותכת ונמסה מפוצצים מאזור התגובה ליצירת מתכת חתוכה. מכיוון שתגובת החמצון מייצרת כמות גדולה של חום במהלך תהליך החיתוך, דרישת האנרגיה לחיתוך חמצן בלייזר היא רק מחצית מזו של חיתוך היתוך, ומהירות החיתוך מהירה בהרבה מזו של חיתוך אדי לייזר וחיתוך היתוך. חיתוך חמצן בלייזר משמש בעיקר לחומרי מתכת המחמצנים בקלות כגון פלדת פחמן, פלדת טיטניום ופלדה מטופלת בחום.
4. שרבוט בלייזר ושבר מבוקר
בשריטת לייזר, לייזר בעל צפיפות אנרגיה גבוהה סורק את פני השטח של חומר שביר, וגורם לחומר להתחמם ולהתאדות, ויוצר חריץ קטן. לאחר מכן מופעל לחץ מסוים, והחומר השביר נסדק לאורך החריץ הקטן. הלייזרים המשמשים לכתיבת לייזר הם בדרך כלל לייזרים עם Q-switch ולייזרי CO2.
שבר מבוקר משתמש בחלוקת הטמפרטורה התלולה שנוצרה על ידי שרבוט בלייזר כדי ליצור מתחים תרמיים מקומיים בחומר השביר, מה שגורם לחומר להישבר לאורך החריצים הקטנים.
תכונות
בהשוואה לתהליכי חיתוך תרמיים אחרים, חיתוך לייזר מאופיין בדרך כלל במהירות חיתוך גבוהה ואיכות גבוהה. הסיכום הספציפי הוא כדלקמן.
⑴ איכות חיתוך טובה
בשל נקודת הלייזר הקטנה, צפיפות האנרגיה הגבוהה ומהירות החיתוך המהירה, חיתוך לייזר יכול להשיג איכות חיתוך טובה יותר.
חיתוך חיתוך הלייזר צר, שני צידי החריץ מקבילים ומאונכים לפני השטח, והדיוק הממדים של החלקים החתוכים יכול להיות
