การตัดด้วยเลเซอร์คือการฉายลำแสงเลเซอร์ไปที่วัสดุที่จะตัด เพื่อให้วัสดุได้รับความร้อน ละลาย และระเหย จากนั้นจะใช้แก๊สแรงดันสูงเพื่อเป่าวัสดุที่หลอมละลายออกไปจนเกิดรู จากนั้นลำแสงจะเคลื่อนที่ไปบนวัสดุ และรูจะสร้างรอยแยกอย่างต่อเนื่อง
เทคโนโลยีการตัดด้วยความร้อนทั่วไป ยกเว้นบางกรณีที่สามารถเริ่มจากขอบแผ่นได้ ส่วนใหญ่ต้องเจาะรูเล็กๆ บนแผ่นก่อน จากนั้นจึงเริ่มตัดจากรูเล็กๆ
หลักการของการเจาะด้วยเลเซอร์
หลักการพื้นฐานของการเจาะด้วยเลเซอร์คือ เมื่อลำแสงเลเซอร์ที่มีพลังงานบางอย่างถูกฉายลงบนพื้นผิวของแผ่นโลหะ นอกจากชิ้นส่วนจะสะท้อนแล้ว พลังงานที่ดูดซับโดยโลหะยังทำให้โลหะหลอมละลายเพื่อสร้างแอ่งโลหะหลอมเหลว อัตราการดูดซับของโลหะหลอมเหลวเมื่อเทียบกับพื้นผิวโลหะจะเพิ่มขึ้น นั่นคือ สามารถดูดซับพลังงานได้มากขึ้นเพื่อเร่งการหลอมเหลวของโลหะ ในเวลานี้ การควบคุมพลังงานและแรงดันแก๊สอย่างเหมาะสมสามารถขจัดโลหะหลอมเหลวในแอ่งโลหะหลอมเหลว และทำให้แอ่งโลหะหลอมเหลวลึกขึ้นอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งโลหะถูกเจาะทะลุ
ในการใช้งานจริง การเจาะมักจะแบ่งออกเป็นสองวิธี: การเจาะแบบพัลส์และการเจาะแบบระเบิด
การเจาะแบบพัลส์
หลักการของการเจาะแบบพัลส์คือการใช้เลเซอร์พัลส์ที่มีกำลังสูงสุด รอบงานต่ำ เพื่อฉายรังสีไปยังแผ่นที่จะตัด โดยที่วัสดุจำนวนเล็กน้อยจะหลอมละลายหรือระเหย จากนั้นจึงปล่อยออกภายใต้การกระทำร่วมกันของการกระแทกต่อเนื่องและก๊าซเสริมไปที่เส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุน และค่อยๆ ทะลุแผ่นไป
ระยะเวลาการฉายแสงเลเซอร์นั้นไม่ต่อเนื่อง และพลังงานเฉลี่ยที่ใช้ค่อนข้างต่ำ ดังนั้นความร้อนที่ดูดซับโดยวัสดุที่ผ่านการประมวลผลทั้งหมดจึงค่อนข้างน้อย ความร้อนที่เหลือรอบ ๆ รูพรุนมีผลกระทบน้อยลง และสารตกค้างที่เหลืออยู่ที่จุดเจาะก็น้อยลงเช่นกัน รูที่เจาะด้วยวิธีนี้ยังสม่ำเสมอมากขึ้นและมีขนาดเล็กลง และโดยพื้นฐานแล้วไม่มีผลต่อการตัดครั้งแรก
กระบวนการแสดงไว้ในรูปด้านล่าง: หลังจากฉายลำแสงเลเซอร์ลงบนชิ้นงานแล้ว พื้นผิวของวัสดุจะถูกทำให้ร้อนก่อน ดังแสดงใน (A) เมื่อความร้อนค่อยๆ ทะลุผ่าน ความร้อนจะเข้าไปมีบทบาทในการเจาะทะลุ นั่นคือ (B) ~ (C) ~ (D) จนกระทั่งทะลุทะลุขั้นสุดท้ายดังแสดงใน (E) กระบวนการเจาะทะลุทั้งหมดไม่ได้เสร็จสิ้นในคราวเดียว แต่ดำเนินไปอย่างต่อเนื่องและค่อยเป็นค่อยไป ค่อยๆ ทะลุทะลุ จนกระทั่งทะลุทะลุ ดังนั้น เวลาในการเจาะทะลุของวิธีนี้จึงค่อนข้างนาน อย่างไรก็ตาม รูที่ได้จะมีขนาดเล็กลงและมีผลกระทบต่อความร้อนต่อพื้นที่โดยรอบน้อยกว่า
การระเบิดแบบเจาะทะลุ
หลักการของการระเบิดแบบเจาะ: ลำแสงเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องที่มีพลังงานบางอย่างจะถูกฉายไปที่วัตถุที่จะประมวลผล ดังนั้นมันจะดูดซับพลังงานจำนวนมากและละลายจนเกิดหลุม จากนั้นก๊าซเสริมจะกำจัดวัสดุที่หลอมละลายเพื่อสร้างรู เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการเจาะอย่างรวดเร็ว
เนื่องจากการฉายรังสีเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง ทำให้รูเจาะของการระเบิดมีขนาดใหญ่ขึ้น และน้ำกระเซ็นรุนแรงขึ้น ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการตัดที่ต้องการความแม่นยำสูง
กระบวนการทั้งหมดแสดงไว้ในรูปด้านบน: โฟกัสจะอยู่เหนือพื้นผิวของวัสดุและเพิ่มรูพรุนเพื่อให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว แม้ว่าวิธีการเจาะนี้จะผลิตโลหะหลอมเหลวจำนวนมากและกระจายไปที่พื้นผิวของวัสดุที่ประมวลผล แต่ก็สามารถลดเวลาในการเจาะได้อย่างมาก
ผลลัพธ์ที่แท้จริงของวิธีการเจาะทั้งสองวิธีแสดงไว้ในรูปภาพด้านล่าง ในกรณีส่วนใหญ่ คุณภาพของการเจาะแบบพัลส์จะดีกว่าการเจาะแบบพ่นทราย
