Vier gängige Methoden des Laserschneidens
1. Schmelzschneiden
Das Schmelzschneiden ist ein weiteres Standardverfahren zum Schneiden von Metallen. Es kann auch zum Schneiden anderer schmelzbarer Materialien wie Keramik verwendet werden.
Als Schneidgas wird Stickstoff oder Argon verwendet und das Gas mit einem Druck von 2 bis 20 bar durch den Schnitt geblasen. Argon und Stickstoff sind Inertgase, das heißt, sie reagieren nicht mit der Metallschmelze im Schnitt, sondern blasen sie nur auf den Boden. Gleichzeitig schützt das Schutzgas die Schneidkante vor Oxidation durch Luft.
2. Brennschneiden
Das Brennschneiden ist ein Standardverfahren zum Schneiden von Baustahl, bei dem Sauerstoff als Schneidgas verwendet wird. Der Sauerstoff wird mit einem Druck von bis zu 6 bar in den Schnitt eingeblasen. Dort reagiert das erhitzte Metall mit dem Sauerstoff: Verbrennung und Oxidation beginnen. Bei der chemischen Reaktion wird eine große Energiemenge freigesetzt (bis zum Fünffachen der Energie des Lasers), um den Laserstrahl beim Schneiden zu unterstützen.
3. Verdampfungsschneiden
Die Materialoberfläche wird mit Licht extrem hoher Leistungsdichte beleuchtet, wodurch das Material in kürzester Zeit verdampft und der Dampf von der Materialoberfläche weggeblasen wird, wodurch der Schnitt entsteht. Die Energie, die zum Erhitzen eines Materials auf Verdampfungstemperatur erforderlich ist, ist viel größer als die, die zum Schmelzen erforderlich ist. Daher verbraucht das Verdampfungsschneiden mehr Energie als das Schmelzschneiden. Das Verdampfungsschneiden wird hauptsächlich für sehr dünne Metallmaterialien und nicht-metallische Materialien wie Kunststoffe, Holz usw. verwendet.
4. Kontrolliertes Bruchschneiden
Bei spröden Materialien, die durch Hitze leicht beschädigt werden können, wird das kontrollierte Hochgeschwindigkeitsschneiden durch Laserstrahlerwärmung als kontrolliertes Bruchschneiden bezeichnet. Der Hauptinhalt dieses Schneidprozesses besteht darin, dass der Laserstrahl einen kleinen Bereich spröden Materials erhitzt, was zu einem großen Wärmegradienten und starken mechanischen Verformungen in dem Bereich führt, was zu Rissen im Material führt. Solange der Erwärmungsgradient ausgeglichen ist, kann der Laserstrahl den Riss in jede gewünschte Richtung lenken. Das für dieses Schneiden im Allgemeinen verwendete Material ist sprödes Material.