Proceso principal de la máquina de corte por láser

1, Corte por vaporización.
En el proceso de corte por gasificación láser, la temperatura de la superficie del material aumenta hasta el punto de ebullición tan rápido que es suficiente para evitar la fusión causada por la conducción de calor, por lo que una parte del material se vaporiza y desaparece, y otra parte del material es expulsado del fondo de la ranura por el flujo de gas auxiliar como material de expulsión. En este caso, se requiere una potencia láser muy alta.
Para evitar que el vapor de material se condense en la pared de la ranura, el espesor del material no debe sobrepasar en gran medida el diámetro del haz láser. Por lo tanto, el mecanizado solo es adecuado para aplicaciones en las que se debe evitar la exclusión de material fundido. En realidad, el mecanizado solo se utiliza en áreas de uso muy limitadas para aleaciones a base de hierro.
El proceso no se puede utilizar en materiales, como la madera y ciertas cerámicas, que no tienen un estado de fusión y, por lo tanto, es poco probable que permitan que el vapor del material se recondense. Además, estos materiales generalmente tienen que lograr incisiones más gruesas. En el corte por gasificación láser, el enfoque óptimo del haz depende del grosor del material y la calidad del haz. La potencia del láser y el calor de gasificación solo tienen cierta influencia en la posición óptima del enfoque. En el caso de un cierto grosor de la placa, la velocidad máxima de corte es inversamente proporcional a la temperatura de gasificación del material. La densidad de potencia láser requerida es mayor que 108 W/cm2 y depende del material, la profundidad de corte y la posición del enfoque del haz. En el caso de un cierto grosor de la placa, suponiendo que haya suficiente potencia láser, la velocidad máxima de corte está limitada por la velocidad del chorro de gas.
2. Fusión y corte.
En el corte por fusión láser, la pieza de trabajo se funde parcialmente y el material fundido se expulsa con ayuda de una corriente de aire. Como la transferencia del material solo se produce en estado líquido, el proceso se denomina corte por fusión láser.
El rayo láser se combina con un gas de corte inerte de alta pureza para empujar el material fundido lejos de la ranura, mientras que el gas en sí no participa en el corte. El corte por fusión láser puede lograr una mayor velocidad de corte que el corte por gasificación. La energía requerida para la gasificación suele ser mayor que la necesaria para fundir el material. En el corte por fusión láser, el rayo láser solo se absorbe parcialmente. La velocidad máxima de corte aumenta con el aumento de la potencia del láser y disminuye casi inversamente con el aumento del espesor de la placa y la temperatura de fusión del material. En el caso de una determinada potencia del láser, el factor limitante es la presión del aire en la ranura y la conductividad térmica del material. El corte por fusión láser para materiales de hierro y metal de titanio se puede obtener sin incisión de oxidación. La densidad de potencia del láser que produce fusión pero menos que la gasificación está entre 104 W/cm2 y 105 W/cm2 para materiales de acero.
3. Corte por fusión y oxidación (corte por llama láser).
El corte fundido generalmente utiliza gas inerte, si se reemplaza por oxígeno u otros gases activos, el material se enciende bajo la irradiación del rayo láser y la intensa reacción química con el oxígeno produce otra fuente de calor, de modo que el material se calienta aún más, llamado corte por fusión de oxidación.
Debido a este efecto, para el mismo espesor de acero estructural, la velocidad de corte obtenida por este método es mayor que la del corte por fusión. Por otro lado, este método puede tener una peor calidad de corte que el corte por fusión. En realidad, produce una hendidura más ancha, una rugosidad significativa, una mayor zona afectada por el calor y una peor calidad del borde. El corte por llama láser no es bueno para mecanizar modelos de precisión y esquinas afiladas (existe el riesgo de quemar las esquinas afiladas). Se puede utilizar un modo pulsado de láser para limitar el efecto térmico, y la potencia del láser determina la velocidad de corte. En el caso de una determinada potencia del láser, el factor limitante es el suministro de oxígeno y la conductividad térmica del material.
4, Control de corte de fractura.
En el caso de materiales frágiles que se dañan fácilmente con el calor, el corte a alta velocidad y controlable mediante calentamiento por rayo láser se denomina corte por fractura controlada. El contenido principal de este proceso de corte es que el rayo láser calienta una pequeña zona del material frágil, lo que provoca un gran gradiente térmico y una grave deformación mecánica en la zona, lo que da lugar a la formación de grietas en el material. Siempre que se mantenga un gradiente de calentamiento equilibrado, el rayo láser puede guiar la grieta en cualquier dirección deseada.