Klassifizierung des Laserschneidens

Das Laserschneiden kann in vier Kategorien unterteilt werden: Laserverdampfungsschneiden, Laserschmelzschneiden, Laser-Sauerstoffschneiden und Laserschneiden und kontrolliertes Brechen.
Laserverdampfungsschneiden
Durch die Verwendung eines Laserstrahls mit hoher Energiedichte zum Erhitzen des Werkstücks steigt die Temperatur schnell an und erreicht in sehr kurzer Zeit den Siedepunkt des Materials. Das Material beginnt zu verdampfen und bildet Dampf. Die Ausstoßgeschwindigkeit dieser Dämpfe ist sehr hoch und gleichzeitig mit dem Ausstoß der Dämpfe bilden sich Einschnitte im Material. Die Verdampfungswärme von Materialien ist im Allgemeinen hoch, sodass das Laserverdampfungsschneiden eine hohe Leistung und Leistungsdichte erfordert.
Das Laserverdampfungsschneiden wird häufig zum Schneiden extrem dünner Metallmaterialien und nichtmetallischer Materialien wie Papier, Stoff, Holz, Kunststoff und Gummi verwendet.
Laserschmelzschneiden
Beim Laserschmelzschneiden wird das Metallmaterial durch Lasererhitzung geschmolzen und dann werden nicht oxidierende Gase (Ar, He, N usw.) durch eine koaxial zum Strahl verlaufende Düse gesprüht, wobei der starke Druck des Gases das flüssige Metall freisetzt und einen Schnitt bildet. Beim Laserschmelzschneiden ist keine vollständige Verdampfung des Metalls erforderlich und es wird nur 1/10 der Energie benötigt, die beim Verdampfungsschneiden erforderlich ist.
Das Laserschmelzschneiden wird hauptsächlich zum Schneiden von Materialien oder aktiven Metallen verwendet, die nicht leicht oxidieren, wie etwa Edelstahl, Titan, Aluminium und deren Legierungen.
Laser-Sauerstoffschneiden
Das Prinzip des Laser-Sauerstoffschneidens ähnelt dem des Autogenschneidens. Es verwendet Laser als Vorwärmwärmequelle und aktive Gase wie Sauerstoff als Schneidgase. Das ausgesprühte Gas reagiert mit dem Schneidmetall, verursacht eine Oxidationsreaktion und setzt eine große Menge Oxidationswärme frei. Andererseits blasen sie das geschmolzene Oxid und das geschmolzene Material aus der Reaktionszone, um einen Schnitt im Metall zu bilden. Aufgrund der Oxidationsreaktion während des Schneidvorgangs wird eine große Menge Wärme erzeugt, sodass die für das Laser-Sauerstoffschneiden erforderliche Energie nur halb so groß ist wie die für das Schmelzschneiden, und die Schneidgeschwindigkeit ist viel schneller als beim Laserverdampfungsschneiden und Schmelzschneiden.
Das Laser-Sauerstoffschneiden wird hauptsächlich für leicht oxidierbare Metallmaterialien wie Kohlenstoffstahl, Titanstahl und vergüteten Stahl verwendet.
Laserschneiden und Bruchkontrolle
Beim Laserritzen werden hochenergetische Laser verwendet, um die Oberfläche spröder Materialien zu scannen. Beim Erhitzen verdampft das Material in einer kleinen Rille. Wenn dann ein bestimmter Druck ausgeübt wird, reißt das spröde Material entlang der kleinen Rille. Die zum Laserschneiden verwendeten Laser sind im Allgemeinen Q-Switch-Laser und CO2-Laser.
Bei der Bruchkontrolle wird die steile Temperaturverteilung ausgenutzt, die beim Laserrillen entsteht, um in spröden Materialien lokale thermische Spannungen zu erzeugen, die dazu führen, dass das Material entlang kleiner Rillen bricht.