การตัดด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการที่ใช้ลำแสงเลเซอร์กำลังสูงและความหนาแน่นสูงในการฉายรังสีพื้นผิวของวัสดุที่ตัด เพื่อให้วัสดุสามารถเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นไอลำแสงเลเซอร์ที่อยู่กับที่สามารถสร้างรูบนพื้นผิวของวัสดุที่ถูกตัดได้ ในขณะที่ลำแสงเลเซอร์ที่เคลื่อนที่สามารถสร้างรอยตัดที่มีความกว้างที่แคบมากนี่เป็นวิธีการตัดที่มีความแม่นยำสูงมาก
การตัดด้วยเลเซอร์ของวัสดุโลหะ
ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดของการตัดด้วยเลเซอร์ของวัสดุโลหะคืออัตราการดูดซับพลังงานต่ำเนื่องจากโลหะแข็งมีการสะท้อนแสงสูงต่ออินฟราเรดที่อุณหภูมิห้อง เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ที่ใช้กันทั่วไปจึงปล่อยลำแสงเลเซอร์อินฟราเรดฟาร์อินฟราเรดที่มีความยาวคลื่น 10.6 ไมครอน และการดูดกลืนพลังงานอยู่ระหว่าง 0.5% ถึง 10% เท่านั้นอย่างไรก็ตาม หากสามารถเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์และโลหะสามารถละลายได้อย่างรวดเร็วในระยะเวลาอันสั้น อัตราการดูดซึมของพลังงานเลเซอร์โดยโลหะหลอมเหลวจะดีขึ้นอย่างมากหากคุณต้องการหลอมโลหะในระยะเวลาอันละเอียดอ่อน ความหนาแน่นของพลังงานของเลเซอร์จะต้องสูงถึง 106 วัตต์ต่อตารางเซนติเมตรเป็นอย่างน้อย
เมื่อตัดวัสดุเหล็กกล้าคาร์บอน ความหนาสูงสุดที่ระบบตัดด้วยเลเซอร์สามารถตัดได้ถึง 20 มม.เมื่อใช้กลไกการตัดด้วยการหลอมด้วยออกซิเดชัน ความกว้างของตะเข็บตัดสามารถควบคุมได้ภายในช่วงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแผ่นเหล็กคาร์บอน ตะเข็บตัดสามารถแคบลงได้ประมาณ 0.1 มม.
สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมและเหล็กกล้าโลหะผสม การตัดด้วยเลเซอร์เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตโดยใช้แผ่นเหล็กสแตนเลสเป็นส่วนประกอบหลักเหล็กกล้าที่มีโครงสร้างเป็นโลหะผสมส่วนใหญ่และเหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสมสามารถตัดด้วยเลเซอร์เพื่อให้ได้คุณภาพการตัดขอบที่ดีสำหรับทังสเตนที่มีเหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูงและเหล็กดายร้อนเท่านั้น เมื่อใช้การตัดด้วยเลเซอร์ จะเกิดการผุกร่อนจากการหลอมและการเกาะของตะกรัน ส่งผลให้คุณภาพการตัดต่ำ
อะลูมิเนียมและโลหะผสม: การตัดอะลูมิเนียมเป็นกลไกการตัดหลอม และส่วนใหญ่ใช้ก๊าซเสริมเพื่อเป่าผลิตภัณฑ์หลอมเหลวออกจากบริเวณตัด ซึ่งมักจะได้คุณภาพการตัดที่ดีขึ้นสำหรับอลูมิเนียมอัลลอยด์บางชนิด ควรให้ความสนใจเพื่อป้องกันการเกิด microcrack ตามขอบเกรนบนผิวร่อง
แผ่นทองเหลืองที่มีความหนาน้อยสามารถตัดได้ด้วยเลเซอร์กำลังสูง และอากาศหรือออกซิเจนถูกใช้เป็นก๊าซเสริมในกระบวนการตัดแต่ทองแดงบริสุทธิ์แทบจะไม่สามารถตัดด้วยเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ได้ เนื่องจากวัสดุนี้มีค่าการสะท้อนแสงเลเซอร์สูงเกินไป
ไททาเนียมบริสุทธิ์สามารถจับคู่พลังงานความร้อนที่แปลงโดยลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสได้หากใช้ออกซิเจนเป็นก๊าซเสริม จะเกิดปฏิกิริยารุนแรงขึ้นแม้ว่าความเร็วตัดจะเร็ว แต่ก็สร้างชั้นออกไซด์ที่คมตัดได้ง่าย และอาจทำให้เกิดการเผาไหม้มากเกินไปหากไม่ระวังดังนั้น เพื่อความปลอดภัย ควรใช้อากาศเป็นก๊าซเสริม เพื่อให้ได้ความสมดุลที่ดีระหว่างความเร็วตัดและคุณภาพการตัด
โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก หรือที่เรียกว่าซูเปอร์อัลลอยด์ มีหลายพันธุ์ ซึ่งส่วนใหญ่สามารถออกซิไดซ์และหลอมด้วยเลเซอร์ได้
การตัดด้วยเลเซอร์ของวัสดุอโลหะ
วัสดุอโลหะที่กล่าวถึงในที่นี้ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นวัสดุอินทรีย์ วัสดุอนินทรีย์ และวัสดุผสมไม่ว่าวัสดุอโลหะชนิดใด อัตราการดูดซึมของเลเซอร์ยังคงดีมาก และการนำความร้อนต่ำและอุณหภูมิการระเหยต่ำทำให้ลำแสงดูดซับเกือบทั้งหมดป้อนเข้าสู่วัสดุ และกลายเป็นไอทันทีที่ฉายรังสีเฉพาะจุด สร้างรูเริ่มต้นจึงเข้าสู่วงจรอันดีงามของกระบวนการตัด
วัสดุอินทรีย์ที่สามารถตัดด้วยเลเซอร์ได้ ได้แก่ พลาสติกและโพลีเมอร์ ยาง ไม้ ผลิตภัณฑ์กระดาษ หนัง ฯลฯวัสดุอนินทรีย์ที่เหมาะสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ ได้แก่ ควอตซ์ แก้ว เซรามิก และหินคอมโพสิตที่เหมาะสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์เป็นวัสดุคอมโพสิตโพลีเมอร์ไฟเบอร์เสริมน้ำหนักเบาชนิดใหม่เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าในท้ายที่สุด วัสดุประเภทนี้ยากที่จะประมวลผลด้วยวิธีการทั่วไป แต่ลักษณะของการประมวลผลแบบไม่สัมผัสด้วยการตัดด้วยเลเซอร์สามารถตัด เล็ม และปรับขนาดแผ่นลามิเนตก่อนการบ่มด้วยความเร็วสูงภายใต้การให้ความร้อนของลำแสงเลเซอร์ ขอบของแผ่นจะถูกเชื่อมเข้าด้วยกัน เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดชิปไฟเบอร์
