1. Taglio vaporizzato.
Nel processo di taglio della gassificazione laser, la velocità della temperatura superficiale del materiale che sale alla temperatura del punto di ebollizione è così veloce che è sufficiente evitare la fusione causata dalla conduzione di calore, quindi parte del materiale si vaporizza in vapore e scompare, e parte del il materiale viene spruzzato dal fondo della fessura da gas ausiliario Il flusso viene soffiato via. In questo caso è richiesta una potenza laser molto elevata.
Per evitare che il vapore del materiale si condensi sulla parete della fessura, lo spessore del materiale non deve superare di molto il diametro del raggio laser. Questo processo è quindi adatto solo per applicazioni dove deve essere evitata la rimozione di materiale fuso. Questa lavorazione è in realtà utilizzata solo in aree in cui le leghe a base di ferro sono molto piccole.
Questo processo non può essere utilizzato per materiali come il legno e alcune ceramiche che non sono allo stato fuso e quindi è improbabile che consentano la ricondensazione del vapore del materiale. Inoltre, questi materiali richiedono solitamente tagli più spessi. Nel taglio con gassificazione laser, la messa a fuoco ottimale del raggio dipende dallo spessore del materiale e dalla qualità del raggio. La potenza del laser e il calore di vaporizzazione hanno solo una certa influenza sulla posizione ottimale della messa a fuoco. Nel caso di un certo spessore della lamiera, la velocità massima di taglio è inversamente proporzionale alla temperatura di vaporizzazione del materiale. La densità di potenza del laser richiesta è maggiore di 108 W/cm2 e dipende dal materiale, dalla profondità di taglio e dalla posizione di messa a fuoco del raggio. Nel caso di un certo spessore della lamiera, supponendo una potenza laser sufficiente, la velocità massima di taglio è limitata dalla velocità del getto di gas.
2. Fusione e taglio.
Nella fusione e nel taglio laser, il pezzo viene parzialmente fuso e il materiale fuso viene spruzzato con l'aiuto del flusso d'aria. Poiché il trasferimento del materiale avviene solo allo stato liquido, il processo è chiamato fusione e taglio laser.
Il raggio laser è abbinato a un gas da taglio inerte di elevata purezza per allontanare il materiale fuso dal taglio e il gas stesso non partecipa al taglio. Il taglio a fusione laser può ottenere una velocità di taglio più elevata rispetto al taglio a gassificazione. L'energia richiesta per la gassificazione è solitamente superiore all'energia richiesta per fondere il materiale. Nella fusione e nel taglio laser, il raggio laser viene assorbito solo parzialmente. La velocità massima di taglio aumenta all'aumentare della potenza del laser, e diminuisce quasi inversamente all'aumentare dello spessore della lamiera e all'aumento della temperatura di fusione del materiale. Nel caso di una certa potenza laser, il fattore limitante è la pressione dell'aria alla fessura e la conduttività termica del materiale. La fusione e il taglio laser possono ottenere incisioni prive di ossidazione per materiali ferrosi e metalli di titanio. La densità di potenza del laser che produce la fusione ma non la gassificazione è compresa tra 104 W/cm2 e 105 W/cm2 per i materiali in acciaio.
3. Taglio per fusione ad ossidazione (taglio a fiamma laser).
Il taglio a fusione generalmente utilizza gas inerte. Se viene sostituito da ossigeno o altri gas attivi, il materiale viene acceso sotto l'irradiazione del raggio laser e si verifica una feroce reazione chimica con l'ossigeno per generare un'altra fonte di calore per riscaldare ulteriormente il materiale, che viene chiamata taglio di fusione ossidativa.
A causa di questo effetto, per acciaio strutturale dello stesso spessore, la velocità di taglio che può essere ottenuta con questo metodo è superiore a quella del taglio a fusione. D'altra parte, questo metodo può avere una qualità di taglio peggiore rispetto al taglio per fusione. In effetti, produrrà un taglio più ampio, una rugosità evidente, una maggiore zona interessata dal calore e una qualità del bordo peggiore. Il taglio laser a fiamma non va bene durante la lavorazione di modelli di precisione e spigoli vivi (c'è il pericolo di bruciare gli spigoli vivi). È possibile utilizzare un laser a impulsi per limitare l'influenza termica e la potenza del laser determina la velocità di taglio. Nel caso di una certa potenza laser, il fattore limitante è l'apporto di ossigeno e la conducibilità termica del materiale.
4. Controllare il taglio della frattura.
Per i materiali fragili che possono essere facilmente danneggiati dal calore, il taglio ad alta velocità e controllabile viene eseguito mediante riscaldamento a raggio laser, chiamato taglio a frattura controllata. Il contenuto principale di questo processo di taglio è: il raggio laser riscalda una piccola area del materiale fragile, provocando un grande gradiente termico e una forte deformazione meccanica in quest'area, portando alla formazione di crepe nel materiale. Finché viene mantenuto un gradiente di riscaldamento uniforme, il raggio laser può guidare le crepe in qualsiasi direzione desiderata.
