Metallien laserleikkaus jaetaan kolmeen pääryhmään: Polttoleikkaukseen, sulattavaan leikkaukseen ja höyrystävään leikkaukseen. Prosessit eroavat toisistaan tarvittavan lasertehon, prosessikaasun sekä kaasunpaineen osalta. Pääsääntöisesti leikkaus tapahtuu fokusoimalla lasersäde työkappaleen leikattavaan kohtaan, säde sulattaa materiaalin ja sulanut materiaali puhalletaan railosta pois leikkauskaasulla.
Polttoleikkaus
Polttoleikkauksessa käytetään prosessikaasuna pääsääntöisesti happea. Happi antaa leikkaustapahtumaan lisäenergiaa eksotermisen reaktion avulla, näin voidaan käyttää suuria leikkausnopeuksia ja/tai paksumpia ainevahvuuksia. Huonona puolena prosessissa on leikkauspinnan hapettuminen. Hapettunut pinta pitää poistaa ennen seuraavaa työvaihetta.
Sulattava leikkaus
Sulattavassa leikkauksessa fokusoitu lasersäde sulattaa leikattavan metallin, sula metalli puhalletaan leikkauskaasulla pois leikkausrailosta. Leikkauskaasun tehtävä on jäähdyttää kappaletta ja puhaltaa sula pois leikkausrailosta. Leikkausnopeudet jäävät pienemmiksi kuin polttoleikkauksessa, mutta leikkauksen laatu on huomattavasti parempaa. Leikkauksessa käytetään inerttiä kaasua, yleensä typpeä tai argonia. Kaasu suojaa leikkauspintaa hapettumiselta.
Höyrystävä leikkaus
Höystävässä leikkauksessa fokusoitu lasersäde kuumentaa paikallisesti materiaalin höyrystymispisteeseen. Höyrystävän leikkauksen tavoitteena on, että pääosa materiaalista poistuisi höyrystämällä. Tarvittava laserteho on huomattavasti suurempi kuin muissa leikkausprosesseissa. Höyrystä leikkaus on hitain leikkausmenetelmä, mutta samalla tarkin, kun leikataan ohuita, tarkkuutta vaativia kohteita.
Laserleikkaukseen soveltuvat metallit
Laserleikkaukseen soveltuvat lähestulkoon kaikki metallit, joilla seuraavat seikat toteutuvat:
• Laservalon on absorboiduttava materiaalin pinnalle, voimakkaasti heijastavien pintojen leikkaus ei ole mahdollista.
• Absorboituneen lämmön on kyettävä sulattamaan tai höyrystämään materiaali, tai kyettävä pitämään yllä happileikkauksessa palamisreaktio
Metallien leikkaukseen sopivat laserit
Metallien leikkauksessa käytetään tällä hetkellä pääsääntöisesti neljää eri lasertyyppiä. Näistä CO2 – laser ja Nd: YAG- laser edustavat vanhempaa tekniikkaa, joka on yleisesti käytössä laserleikkaavissa konepajoissa. Kiekko- ja kuitulaser ovat tulevaisuutta, jotka ovat vasta tulossa laajempaan käyttöön.
Laserleikkauksen ominaispiirteet
• Monimutkaisten muotojen leikkaus helppoa
• Lämmöntuonti työkappaleeseen on pientä
• Leikkauspinnanlaatu on prosessista riippuen erinomaista
• Ohuilla materiaaleilla leikkausnopeus on suuri
• Leikkausrailon on hyvin kapea
Putken asentoleikkaus