Il taglio laser consiste nell'irradiare il raggio laser sul materiale da tagliare, in modo che il materiale si riscaldi, si fonda e si vaporizzi; viene poi utilizzato un gas ad alta pressione per soffiare via il materiale fuso e formare un foro; quindi il raggio si sposta sul materiale e il foro forma continuamente una fessura.
Tecnologia di taglio termico generale: fatta eccezione per alcuni casi in cui è possibile iniziare dal bordo della piastra, la maggior parte di essi richiede di praticare un piccolo foro nella piastra e quindi di iniziare il taglio dal piccolo foro.
Principio della perforazione laser
Il principio di base della perforazione laser è: quando un raggio laser di una certa energia viene irradiato sulla superficie di una piastra metallica, oltre a riflettere una parte, l'energia assorbita dal metallo fonde il metallo per formare una pozza di metallo fuso. Il tasso di assorbimento del metallo fuso rispetto alla superficie metallica aumenta, ovvero può assorbire più energia per accelerare la fusione del metallo. In questo momento, il controllo appropriato dell'energia e della pressione del gas può rimuovere il metallo fuso nella pozza di metallo fuso e approfondire continuamente la pozza di metallo fuso fino a quando il metallo non viene penetrato.
Nelle applicazioni pratiche, la perforazione viene solitamente suddivisa in due metodi: perforazione a impulsi e perforazione a getto.
Perforazione a impulsi
Il principio della perforazione a impulsi consiste nell'utilizzare un laser a impulsi ad alta potenza di picco e basso ciclo di lavoro per irradiare la piastra da tagliare, in modo che una piccola quantità di materiale venga fusa o vaporizzata e scaricata sotto l'azione combinata del flusso continuo e del gas ausiliario sul diametro perforato, penetrando gradualmente nella piastra.
Il tempo di irradiazione laser è intermittente e l'energia media utilizzata è relativamente bassa, quindi il calore assorbito dall'intero materiale lavorato è relativamente piccolo. Il calore residuo attorno alla perforazione ha un impatto minore e anche il residuo lasciato nel sito di perforazione è minore. I fori perforati in questo modo sono anche più regolari e di dimensioni più piccole e sostanzialmente non hanno alcun effetto sul taglio iniziale.
Il processo è mostrato nella figura sottostante: dopo che il raggio laser è stato irradiato sul pezzo, la superficie del materiale viene prima riscaldata, come mostrato in (A); man mano che il riscaldamento penetra gradualmente, svolge un ruolo nella perforazione, ovvero (B) ~ (C) ~ (D), fino alla penetrazione finale mostrata in (E). L'intero processo di perforazione non viene completato in una volta sola, ma procede in modo continuo e graduale, penetrando gradualmente, fino alla penetrazione. Pertanto, il tempo di perforazione di questo metodo è relativamente lungo; tuttavia, il foro risultante è più piccolo e ha un impatto termico minore sull'area circostante.
Perforazione a sabbiatura
Principio della perforazione mediante sabbiatura: un raggio laser a onda continua di una certa energia viene irradiato sull'oggetto da lavorare, in modo che assorba una grande quantità di energia e si fonda formando un foro; quindi il gas ausiliario rimuove il materiale fuso formando un foro per raggiungere lo scopo di una rapida penetrazione.
A causa dell'irradiazione continua del laser, l'apertura della perforazione di sabbiatura è più ampia e gli schizzi sono più intensi, il che non è adatto per tagli con requisiti di elevata precisione.
L'intero processo è mostrato nella figura sopra: la messa a fuoco è impostata sopra la superficie del materiale e l'apertura della perforazione è aumentata per riscaldarlo rapidamente. Sebbene questo metodo di perforazione produrrà una grande quantità di metallo fuso e sputter sulla superficie del materiale lavorato, può ridurre notevolmente il tempo di perforazione.
Gli effetti effettivi dei due metodi di perforazione sono mostrati nella figura sottostante. Nella maggior parte dei casi, la qualità della perforazione a impulsi è migliore di quella della perforazione a getto.