Cięcie laserowe to technologia obróbki cieplnej oparta na precyzyjnym oddzielaniu uzyskiwanym w wyniku interakcji-wysokoenergetycznej wiązki laserowej i materiałów. Jej podstawowa zasada polega na kontrolowanej konwersji energii świetlnej i cieplnej, powodując szybkie topienie, odparowywanie lub osiąganie punktu zapłonu zlokalizowanego materiału przedmiotu obrabianego. Za pomocą pomocniczego przepływu gazu stopiony lub odparowany materiał jest usuwany, tworząc w ten sposób ciągłą i czystą szczelinę. Technologia ta integruje wiedzę z wielu dziedzin, takich jak optyka, termodynamika, materiałoznawstwo i automatyczne sterowanie, umożliwiając-precyzyjne i-szybkie cięcie zarówno materiałów metalowych, jak i niemetalowych-.
Generacja lasera wywodzi się z zasady emisji wymuszonej. W laserze ośrodek roboczy (taki jak światłowód, gaz CO₂ lub stały kryształ) ulega inwersji obsadzeń pod wpływem wzbudzenia źródła pompy, tworząc obszar wzmocnienia. Kiedy fotony rozchodzą się tam i z powrotem we wnęce rezonansowej i indukują emisję większej liczby fotonów o tej samej częstotliwości, fazie i kierunku, generowana jest-jasność, wysoce kierunkowa i wysoce spójna wiązka laserowa. Po ukształtowaniu i skupieniu za pomocą układu optycznego wiązka lasera może zostać skompresowana w niezwykle cienką plamkę o średnicy od dziesiątek do setek mikrometrów, tworząc w ten sposób niezwykle wysoką gęstość energii na powierzchni przedmiotu obrabianego.
Podczas procesu cięcia skupiona wiązka lasera rzucana jest pionowo lub ukośnie na powierzchnię materiału. Energia świetlna jest szybko przekształcana w energię cieplną, co powoduje, że temperatura dotkniętego obszaru w bardzo krótkim czasie wzrasta do temperatury topnienia lub nawet wrzenia materiału. W tych warunkach materiał metaliczny topi się lub odparowuje, a niektóre materiały ulegają również reakcjom chemicznym z gazem pomocniczym (takim jak egzotermiczne utlenianie stali węglowej w atmosferze tlenu), co jeszcze bardziej zwiększa pobór energii. Gaz pomocniczy (zwykle tlen, azot lub sprężone powietrze) jest wyrzucany z dużą prędkością przez współosiową dyszę. Służy to dwóm celom: po pierwsze, wydmuchuje stopiony lub odparowany materiał z nacięcia, zapobiegając ponownemu-kondensowaniu żużla w miejscu cięcia; po drugie, zapewnia dodatkową energię chemiczną w środowisku gazów utleniających, zwiększając szybkość cięcia.
Jakość i wydajność cięcia zależą od skoordynowanego dopasowania mocy lasera, jakości wiązki, położenia ogniska, prędkości cięcia oraz rodzaju i ciśnienia gazu wspomagającego. Moc określa całkowity pobór energii w jednostce czasu, natomiast prędkość wpływa na czas trwania oddziaływania energii z materiałem; oba wspólnie kontrolują dopływ ciepła do szczeliny. Położenie ogniska wpływa na wielkość plamki i rozkład gęstości energii, określając w ten sposób penetrację cięcia i morfologię-przekroju poprzecznego. Pęd gazu pomocniczego usuwa żużel i tworzy atmosferę ochronną, zapobiegając utlenianiu, odbarwieniu lub zanieczyszczeniu cięcia.
Całe przetwarzanie jest precyzyjnie kontrolowane przez system CNC, który precyzyjnie kontroluje trajektorię głowicy laserowej i parametry procesu, uzyskując-precyzyjne śledzenie złożonych dwu-wymiarowych lub trójwymiarowych-konturów. Nowoczesne urządzenia do cięcia laserowego mogą również zawierać czujniki monitorujące przesunięcie punktu ogniskowego, wahania mocy i zmiany ciśnienia gazu w czasie rzeczywistym, wykorzystując kontrolę w pętli zamkniętej w celu terminowej korekty i zapewnienia spójności przetwarzania wsadowego.
Podsumowując, zasada działania cięcia laserowego opiera się na wiązce laserowej o-energii-gęstości jako głównej sile napędowej. Dzięki sprzężeniu wielu-polów światła, ciepła i siły umożliwia szybkie, zlokalizowane usuwanie materiału i dokończenie-precyzyjnego kształtowania pod inteligentną kontrolą. Zasada ta zapewnia cięcie laserowe szeroką możliwością dostosowania materiału i doskonałą elastycznością przetwarzania, dzięki czemu jest ono niezastąpione w-wysokiej klasy produkcji, precyzyjnych instrumentach i-zindywidualizowanej produkcji na dużą skalę.
