Инструмент станков для лазерной резки металлов (и других материалов) – это сконцентрированный луч лазера, который фокусируется для резки на поверхности обрабатываемой заготовки. Резка, а именно разрушение материала изделия происходит благодаря очень высокому значению плотности производимой устройством энергии непосредственно в месте реза. Такой процесс достигается в результате следующих свойств лазерного луча:
- монохроматичность лазерного луча, что расшифровывается, как постоянство значений длины и частоты волны светового излучения;
- возможность концентрации пучка лазерного луча на участке материала любого размера;
- лазерный луч когерентен, что с точки зрения физики объясняется, как резкое многократное увеличение значения мощности из-за возникающего в результате определенных типов колебаний резонанса.
Рабочая часть лазерного луча (в месте фокусировки на обрабатываемой поверхности) нагревает заготовку до температуры плавления ее материала. За короткий временной интервал процесс плавления начинает нарастать, после чего фаза плавления смещается внутрь заготовки. При дальнейшем росте температуры луча материал может дойти до критического состояния и начать испаряться.
Есть два алгоритма резки металлических изделий на лазерных станках:
- за счет плавления;
- при помощи испарения материала.
Процесс испарения обусловлен очень высокими затратами электричества, что влечет дополнительные денежные расходы и часто не имеет смысла. Энергозатраты и сложность испарения металла при высокой толщине заготовки делает осмысленным использование алгоритма испарения при резке тонких листов металла.
Распространенней является метод плавления материала обрабатываемой заготовки, которая отличается меньшими затратами на электроэнергию. Дополнительно поднять эффективность для увеличения продуктивности оборудования и возможности работы с толстыми заготовками позволяет подача в рабочую зону определенной смеси газов.
Работа с использованием газовой смеси обусловлена высоким уровнем окисляемости металлической поверхности, повысить такой параметр, как добавочная теплота. Кроме того газовая смесь под воздействием температуры удаляет все загрязнения с кромок и поверхностей реза. Данная методика используется и при гравировке различных материалов.
