Laserové rezanie je technológia tepelného spracovania založená na presnom oddelení dosiahnutom prostredníctvom interakcie vysokoenergetického laserového lúča a materiálov. Jeho základný princíp spočíva v riadenej premene svetelnej a tepelnej energie, ktorá spôsobuje, že lokalizovaný materiál obrobku sa rýchlo roztopí, vyparí alebo dosiahne bod vznietenia. Pomocou pomocného prúdu plynu sa roztavený alebo odparený materiál odstráni, čím sa vytvorí súvislá a čistá štrbina. Táto technológia integruje poznatky z viacerých disciplín, ako je optika, termodynamika, veda o materiáloch a automatické riadenie, čo umožňuje vysoko{4}}precízne a vysokorýchlostné{5}}rezanie kovových aj ne-kovových materiálov.
Generovanie lasera vychádza z princípu stimulovanej emisie. V laseri sa pracovné médium (ako je optické vlákno, plyn CO₂ alebo pevný kryštál) podrobuje inverzii populácie pri budení zdroja pumpy, čím sa vytvorí oblasť zisku. Keď sa fotóny šíria tam a späť v rezonančnej dutine a vyvolávajú emisiu viacerých fotónov rovnakej frekvencie, fázy a smeru, generuje sa laserový lúč s vysokým jasom, vysoko smerový a vysoko koherentný. Laserový lúč je možné po vytvarovaní a zaostrení optickým systémom stlačiť do extrémne jemného bodu s priemerom desiatok až stoviek mikrometrov, čím sa na povrchu obrobku vytvorí mimoriadne vysoká hustota energie.
Počas procesu rezania sa zaostrený laserový lúč premieta vertikálne alebo šikmo na povrch materiálu. Svetelná energia sa rýchlo premieňa na tepelnú energiu, čo spôsobuje, že teplota zasiahnutej oblasti stúpne vo veľmi krátkom čase na bod topenia alebo dokonca bod varu. Za týchto podmienok sa kovový materiál topí alebo vyparuje a niektoré materiály tiež podliehajú chemickým reakciám s asistenčným plynom (ako je exotermická oxidácia uhlíkovej ocele v kyslíkovej atmosfére), čím sa ďalej zvyšuje vstup energie. Pomocný plyn (zvyčajne kyslík, dusík alebo stlačený vzduch) je vstrekovaný vysokou rýchlosťou cez koaxiálnu dýzu. Slúži to na dva účely: po prvé, odfúkne roztavený alebo odparený materiál zo zárezu, čím sa zabráni opätovnému kondenzovaniu trosky na reze; po druhé, poskytuje dodatočnú chemickú energiu v prostredí oxidačného plynu, čím zvyšuje rýchlosť rezania.
Kvalita a účinnosť rezania závisí od koordinovaného prispôsobenia výkonu lasera, kvality lúča, polohy ohniska, rýchlosti rezania a typu a tlaku pomocného plynu. Výkon určuje celkový príkon energie za jednotku času, zatiaľ čo rýchlosť ovplyvňuje trvanie interakcie energie s materiálom; obe spoločne riadia prívod tepla do zárezu. Poloha ohniska ovplyvňuje veľkosť bodu a distribúciu hustoty energie, čím určuje penetráciu rezu a morfológiu prierezu-. Hybnosť pomocného plynu odstraňuje trosku a vytvára ochrannú atmosféru, ktorá zabraňuje oxidácii, zmene farby alebo kontaminácii rezom.
Celé spracovanie je presne riadené CNC systémom, ktorý presne riadi trajektóriu laserovej hlavy a parametre procesu, čím sa dosahuje vysoko{0}}presné sledovanie zložitých dvoj-alebo trojrozmerných{2}}kontúr. Moderné laserové rezacie zariadenie môže tiež obsahovať senzory na monitorovanie posunu ohniska, kolísania výkonu a zmien tlaku plynu v reálnom čase pomocou riadenia v uzavretej-slučke na včasnú korekciu a zabezpečenie konzistentnosti pri dávkovom spracovaní.
Stručne povedané, pracovný princíp laserového rezania je založený na laserovom lúči s vysokou -energiou-, ktorý je hlavnou hnacou silou. Prostredníctvom multi-spojenia poľa svetla, tepla a sily dosahuje rýchle, lokalizované odstránenie materiálu a dokončuje vysoko presné tvarovanie pod inteligentnou kontrolou. Tento princíp poskytuje laserovému rezaniu širokú prispôsobivosť materiálu a vynikajúcu flexibilitu spracovania, vďaka čomu je nenahraditeľný v špičkovej-výrobe, presných prístrojoch a vo veľkom-prispôsobenej výrobe.
