Cắt laser là chiếu chùm tia laser vào vật liệu cần cắt, làm vật liệu nóng lên, nóng chảy và bốc hơi, dùng khí áp suất cao thổi bay vật liệu nóng chảy tạo thành lỗ, sau đó chùm tia di chuyển trên vật liệu, lỗ liên tục tạo thành khe hở.
Công nghệ cắt nhiệt nói chung, ngoại trừ một số ít trường hợp có thể bắt đầu từ mép tấm, hầu hết đều yêu cầu phải khoan một lỗ nhỏ trên tấm, sau đó quá trình cắt bắt đầu từ lỗ nhỏ đó.
Nguyên lý của laser đục lỗ
Nguyên lý cơ bản của phương pháp đục lỗ bằng laser là: khi chiếu một chùm tia laser có năng lượng nhất định vào bề mặt tấm kim loại, ngoài một phần bị phản xạ, năng lượng mà kim loại hấp thụ sẽ làm tan chảy kim loại tạo thành vũng kim loại nóng chảy. Tốc độ hấp thụ kim loại nóng chảy so với bề mặt kim loại tăng lên, tức là có thể hấp thụ nhiều năng lượng hơn để đẩy nhanh quá trình nóng chảy của kim loại. Lúc này, kiểm soát năng lượng và áp suất khí hợp lý có thể loại bỏ kim loại nóng chảy trong vũng nóng chảy và liên tục làm sâu vũng nóng chảy cho đến khi kim loại bị xuyên thủng.
Trong ứng dụng thực tế, phương pháp đục lỗ thường được chia thành hai phương pháp: đục lỗ xung và đục lỗ bằng súng phun.
Đục thủng xung
Nguyên lý của phương pháp đột lỗ xung là sử dụng tia laser xung công suất đỉnh cao, chu kỳ làm việc thấp để chiếu vào tấm cần cắt, làm nóng chảy hoặc bốc hơi một lượng nhỏ vật liệu, sau đó được giải phóng dưới tác động kết hợp của quá trình đập liên tục và khí phụ trợ đến đường kính đã đột lỗ, và dần dần xuyên qua tấm.
Thời gian chiếu tia laser là gián đoạn, năng lượng trung bình sử dụng tương đối thấp, do đó nhiệt lượng hấp thụ bởi toàn bộ vật liệu gia công tương đối nhỏ. Nhiệt lượng còn lại xung quanh lỗ đục ít ảnh hưởng hơn, lượng nhiệt còn lại tại vị trí lỗ đục cũng ít hơn. Các lỗ đục theo cách này cũng đều đặn hơn và có kích thước nhỏ hơn, về cơ bản không ảnh hưởng đến quá trình cắt ban đầu.
Quá trình này được thể hiện trong hình dưới đây: Sau khi chùm tia laser được chiếu vào phôi, bề mặt vật liệu đầu tiên được làm nóng, như thể hiện trong (A); khi quá trình làm nóng dần dần thâm nhập, nó đóng vai trò trong quá trình đục lỗ, tức là (B) ~ (C) ~ (D), cho đến khi thâm nhập cuối cùng được thể hiện trong (E). Toàn bộ quá trình đục lỗ không hoàn thành trong một lần, mà liên tục và tiến triển dần dần, thâm nhập dần dần, cho đến khi thâm nhập. Do đó, thời gian đục lỗ của phương pháp này tương đối dài; tuy nhiên, lỗ kết quả nhỏ hơn và ít tác động nhiệt hơn đến khu vực xung quanh.
Đục lỗ bằng phương pháp nổ
Nguyên lý của phương pháp nổ phá thủng: chùm tia laser sóng liên tục có năng lượng nhất định chiếu vào vật thể cần gia công, khiến vật thể hấp thụ một lượng năng lượng lớn và nóng chảy tạo thành hố, sau đó khí phụ trợ sẽ loại bỏ vật liệu nóng chảy tạo thành lỗ để đạt được mục đích thâm nhập nhanh chóng.
Do tia laser chiếu liên tục nên khẩu độ lỗ phun lớn hơn, bắn tóe mạnh hơn, không thích hợp để cắt yêu cầu độ chính xác cao.
Toàn bộ quá trình được thể hiện trong hình trên: tiêu điểm được đặt phía trên bề mặt vật liệu và khẩu độ của lỗ thủng được tăng lên để làm nóng nhanh. Mặc dù phương pháp đục lỗ này sẽ tạo ra một lượng lớn kim loại nóng chảy và bắn tung tóe lên bề mặt vật liệu đã xử lý, nhưng nó có thể giảm đáng kể thời gian đục lỗ.
Hiệu ứng thực tế của hai phương pháp đục lỗ được thể hiện trong hình bên dưới. Trong hầu hết các trường hợp, chất lượng của phương pháp đục lỗ xung tốt hơn phương pháp đục lỗ nổ.
