Höyrystysleikkaus
Suuren tehotiheyden lasersäteen kuumennettaessa nopeus, jolla materiaalin pintalämpötila nousee kiehumispisteeseen, on niin nopea, että se riittää välttämään lämmönjohtavuuden aiheuttamaa sulamista, jolloin osa materiaalista höyrystyy höyryksi ja katoaa. , ja osa materiaalista puhalletaan pois raon pohjasta ulostyönä apukaasuvirtauksen vaikutuksesta. Jotkut materiaalit, joita ei voida sulattaa, kuten puu, hiilimateriaalit ja jotkut muovit, leikataan ja muodostetaan tällä höyrystysleikkausmenetelmällä.
Höyryleikkauksen aikana höyry poistaa sulat hiukkaset ja huuhtelee pois roskat muodostaen reikiä. Höyrystymisprosessin aikana noin 40 % materiaalista muuttuu höyryksi ja katoaa, kun taas 60 % materiaalista ajaa pois ilmavirran vaikutuksesta sulien pisaroiden muodossa.
Sulattava leikkaus
Kun tulevan lasersäteen tehotiheys ylittää tietyn arvon, säteen säteilytyspisteen sisällä oleva materiaali alkaa haihtua ja muodostaa reiän. Kun tämä pieni reikä on muodostunut, se absorboi kaiken tulevan säteen energian mustana kappaleena. Pientä reikää ympäröi sula metalliseinä ja sitten palkin kanssa koaksiaalinen apuilmavirta poistaa sulan materiaalin reiän ympäriltä. Työkappaleen liikkuessa pieni reikä liikkuu synkronisesti leikkaussuunnassa muodostaen raon. Lasersäde jatkaa säteilyä pitkin raon etureunaa ja sulaa materiaalia puhalletaan pois raosta jatkuvasti tai sykkivästi.
Hapetus sulaa
Sulatusleikkauksessa käytetään yleensä inerttiä kaasua. Jos se korvataan hapella tai muilla aktiivisilla kaasuilla, materiaali syttyy lasersäteen säteilytyksen alaisena ja hapen kanssa tapahtuu raju kemiallinen reaktio toisen lämmönlähteen tuottamiseksi, jota kutsutaan hapetussulatusleikkaukseksi. Tarkka kuvaus on seuraava:
⑴ Materiaalin pinta kuumennetaan nopeasti syttymislämpötilaan lasersäteen säteilytyksen alaisena, ja sitten tapahtuu raju palamisreaktio hapen kanssa, jolloin vapautuu suuri määrä lämpöä. Tämän lämmön vaikutuksesta materiaalin sisään muodostuu pieniä höyryllä täytettyjä reikiä ja pieniä reikiä ympäröivät sulat metalliseinät.
⑵ Palavan materiaalin siirtyminen kuonaksi säätelee hapen ja metallin palamisnopeutta. Samalla nopeudella, jolla happi diffundoituu kuonan läpi sytytysrintamaan, on myös suuri vaikutus palamisnopeuteen. Mitä suurempi hapen virtausnopeus, sitä nopeampi palamiskemiallinen reaktio ja kuonan poisto. Tietysti mitä suurempi hapen virtausnopeus, sitä parempi, koska liian nopea virtausnopeus johtaa reaktiotuotteen, nimittäin metallioksidin nopeaan jäähtymiseen raon ulostulossa, mikä on myös haitallista leikkauslaadulle.
⑶ Hapetussulatusleikkausprosessissa on luonnollisesti kaksi lämmönlähdettä, nimittäin lasersäteilyenergia ja hapen ja metallin kemiallisen reaktion tuottama lämpöenergia. Terästä leikattaessa hapetusreaktiossa vapautuvan lämmön arvioidaan olevan noin 60 % leikkaukseen tarvittavasta kokonaisenergiasta.
On selvää, että inerttiin kaasuun verrattuna happea käyttämällä apukaasuna voidaan saavuttaa suurempi leikkausnopeus.
⑷ Hapetussulatusleikkausprosessissa kahdella lämmönlähteellä, jos hapen palamisnopeus on suurempi kuin lasersäteen liikenopeus, rako näyttää leveältä ja karkealta. Jos lasersäteen liikenopeus on nopeampi kuin hapen palamisnopeus, tuloksena oleva rako on kapea ja sileä.
Hallittu murtuma
Hauraille materiaaleille, jotka vaurioituvat helposti lämmön vaikutuksesta, nopeaa ja hallittavaa lasersädelämmityksellä leikkaamista kutsutaan kontrolloiduksi murtolaikkaukseksi. Tämän leikkausprosessin pääsisältö on: lasersäde lämmittää pienen alueen hauraasta materiaalista aiheuttaen suuren lämpögradientin ja vakavan mekaanisen muodonmuutoksen alueella, mikä johtaa halkeamiin materiaaliin. Niin kauan kuin lämmitysgradientti on tasapainossa, lasersäde voi ohjata halkeamaa muodostumaan mihin tahansa haluttuun suuntaan.
On huomattava, että tämä kontrolloitu murtoleikkaus ei sovellu terävien kulmien ja kulmahalkojen leikkaamiseen. Ei myöskään ole helppoa onnistua erittäin suurten suljettujen muotojen leikkaamisessa. Säädä murtumaleikkausnopeutta nopeasti, äläkä tarvitse liian suurta tehoa, muuten se aiheuttaa työkappaleen pinnan sulamisen ja vaurioittaa raon reunaa. Sen tärkeimmät ohjausparametrit ovat laserteho ja pistekoko.
