El proceso principal de la máquina de corte por láser

1. Corte por vaporización
Durante el proceso de corte por gasificación por láser, la temperatura de la superficie del material sube hasta la temperatura del punto de ebullición tan rápido que es suficiente para evitar la fusión causada por la conducción de calor, por lo que parte del material se vaporiza y desaparece, y parte del material es expulsado desde el fondo de la rendija por el gas auxiliar. El flujo sale volando. En este caso se requieren potencias de láser muy altas.
Para evitar que el vapor del material se condense en las paredes del corte, el grosor del material no debe exceder en gran medida el diámetro del rayo láser. Por lo tanto, este proceso solo es adecuado para aplicaciones en las que se debe evitar una descarga de material fundido. Este mecanizado prácticamente solo se utiliza en pequeñas áreas de uso para aleaciones con base de hierro.
Este proceso no se puede utilizar para materiales, como la madera y ciertas cerámicas, que no tienen un estado fundido y, por lo tanto, es menos probable que permitan que el vapor del material se recondense. Además, estos materiales suelen lograr cortes más gruesos. En el corte por vapor con láser, el enfoque óptimo del haz depende del grosor del material y la calidad del haz. La potencia del láser y el calor de vaporización solo tienen cierta influencia en la posición de enfoque óptima. Cuando el espesor de la placa es constante, la velocidad máxima de corte es inversamente proporcional a la temperatura de gasificación del material. La densidad de potencia del láser necesaria es superior a 108 W/cm2 y depende del material, la profundidad de corte y la posición de enfoque del haz. En el caso de un cierto espesor de placa, suponiendo que exista suficiente potencia láser, la velocidad máxima de corte está limitada por la velocidad del chorro de gas.
2. Corte por fusión
En el corte por fusión con láser, la pieza de trabajo se funde parcialmente y el material fundido se expulsa por medio de un flujo de aire. Debido a que la transferencia del material ocurre solo en su estado líquido, el proceso se denomina corte por fusión con láser.
El rayo láser, junto con el gas de corte inerte de alta pureza, expulsa el material fundido fuera de la ranura, pero 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 es generalmente más alta que la requerida para fundir el material. En el corte por fusión con 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 proporcional al aumento del espesor de la lámina 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 el corte y la conductividad térmica del material. El corte por fusión con láser puede obtener cortes libres de oxidación para materiales de hierro y metales de titanio. La densidad de potencia del láser que produce fusión pero menos que gasificación está entre 104 W/cm2 y 105 W/cm2 para materiales de acero.
3. Corte por fusión por oxidación (corte por llama láser)
El corte por fusión generalmente usa gas inerte. Si se reemplaza por oxígeno u otro gas activo, el material se enciende bajo la irradiación del rayo láser y se produce una reacción química violenta con el oxígeno para generar otra fuente de calor, que calienta aún más el material, lo que se denomina corte por fusión por oxidación. .
Debido a este efecto, se pueden obtener velocidades de corte más altas con este método que con el corte por fusión para el mismo espesor de acero estructural. Por otro lado, este método puede tener una calidad de corte más pobre que el corte por fusión. En realidad, produce cortes más anchos, una aspereza notable, una mayor zona afectada por el calor y una calidad de borde más pobre. El corte por llama láser es malo para los modelos de precisión y las esquinas afiladas (peligro de quemar las esquinas afiladas). Los láseres en modo pulsado se pueden utilizar para limitar los efectos térmicos y la potencia del láser determina la velocidad de corte. En el caso de una potencia láser determinada, los factores limitantes son el suministro de oxígeno y la conductividad térmica del material.
4. Corte de fractura de control
Para materiales quebradizos que se dañan fácilmente con el calor, el corte controlable y de alta velocidad se realiza mediante calentamiento por rayo láser, lo que se denomina corte por fractura controlada. El contenido principal de este proceso de corte es que el rayo láser calienta una pequeña área de material quebradizo, provocando un gran gradiente térmico y una severa deformación mecánica en esta área, lo que resulta en la formación de grietas en el material. Siempre que se mantenga un gradiente de calentamiento uniforme, el rayo láser puede dirigir las grietas en cualquier dirección deseada.