การตัดการระเหย
ภายใต้การให้ความร้อนด้วยลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นกำลังสูง ความเร็วที่อุณหภูมิพื้นผิวของวัสดุจะเพิ่มขึ้นถึงจุดเดือดนั้นเร็วมากพอที่จะหลีกเลี่ยงการหลอมละลายที่เกิดจากการนำความร้อน ดังนั้นวัสดุบางส่วนจึงระเหยเป็นไอและหายไป และวัสดุบางส่วนจะถูกพัดออกไปจากด้านล่างของช่องเป็นสารคัดหลั่งโดยการไหลของก๊าซเสริม วัสดุบางชนิดที่ไม่สามารถหลอมละลายได้ เช่น ไม้ วัสดุคาร์บอน และพลาสติกบางชนิด จะถูกตัดและขึ้นรูปโดยใช้วิธีการตัดด้วยการระเหยนี้
ในระหว่างกระบวนการตัดแบบระเหย ไอระเหยจะดูดเอาอนุภาคที่หลอมละลายออกไปและชะล้างเศษวัสดุจนเกิดรู ในระหว่างกระบวนการระเหย วัสดุประมาณ 40% จะเปลี่ยนเป็นไอน้ำและหายไป ในขณะที่วัสดุ 60% จะถูกพัดพาออกไปด้วยกระแสลมในรูปของหยดที่หลอมละลาย
การหลอมการตัด
เมื่อความหนาแน่นของพลังงานของลำแสงเลเซอร์ตกกระทบเกินค่าที่กำหนด วัสดุภายในจุดฉายรังสีของลำแสงจะเริ่มระเหยและก่อตัวเป็นรู เมื่อเกิดรูเล็กๆ นี้ขึ้น มันจะดูดซับพลังงานทั้งหมดของลำแสงตกกระทบเป็นวัตถุดำ รูเล็กๆ จะถูกล้อมรอบด้วยผนังโลหะหลอมเหลว จากนั้นกระแสลมเสริมที่ไหลร่วมแกนกับลำแสงจะดึงวัสดุหลอมเหลวที่อยู่รอบๆ รูออกไป เมื่อชิ้นงานเคลื่อนที่ รูเล็กๆ จะเคลื่อนที่พร้อมกันในทิศทางการตัดเพื่อสร้างรอยแยก ลำแสงเลเซอร์จะฉายรังสีต่อไปตามขอบด้านหน้าของรอยแยก และวัสดุหลอมเหลวจะถูกพัดออกจากรอยแยกอย่างต่อเนื่องหรือเป็นจังหวะ
การหลอมโลหะออกซิเดชัน
การตัดหลอมโดยทั่วไปจะใช้ก๊าซเฉื่อย หากถูกแทนที่ด้วยออกซิเจนหรือก๊าซที่มีฤทธิ์อื่นๆ วัสดุจะถูกจุดไฟภายใต้การฉายรังสีของลำแสงเลเซอร์ และเกิดปฏิกิริยาเคมีรุนแรงกับออกซิเจนเพื่อสร้างแหล่งความร้อนอีกแหล่งหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าการตัดหลอมแบบออกซิเดชัน คำอธิบายเฉพาะมีดังนี้:
⑴ พื้นผิวของวัสดุได้รับความร้อนอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิจุดติดไฟภายใต้การฉายรังสีของลำแสงเลเซอร์ จากนั้นปฏิกิริยาการเผาไหม้รุนแรงจะเกิดขึ้นกับออกซิเจน ทำให้เกิดความร้อนจำนวนมาก ภายใต้การกระทำของความร้อนนี้ จะเกิดรูเล็กๆ ที่เต็มไปด้วยไอน้ำภายในวัสดุ และรูเล็กๆ เหล่านี้จะถูกล้อมรอบด้วยผนังโลหะหลอมเหลว
⑵ การถ่ายโอนวัสดุที่เผาไหม้ไปยังตะกรันควบคุมอัตราการเผาไหม้ของออกซิเจนและโลหะ ในเวลาเดียวกัน ความเร็วที่ออกซิเจนแพร่กระจายผ่านตะกรันไปยังจุดติดไฟยังมีอิทธิพลอย่างมากต่ออัตราการเผาไหม้ ยิ่งอัตราการไหลของออกซิเจนสูงเท่าไร ปฏิกิริยาเคมีในการเผาไหม้และการกำจัดตะกรันก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น แน่นอนว่ายิ่งอัตราการไหลของออกซิเจนสูงเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น เพราะอัตราการไหลที่เร็วเกินไปจะนำไปสู่การเย็นตัวอย่างรวดเร็วของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา ซึ่งก็คือออกไซด์ของโลหะ ที่ทางออกของรอยแยก ซึ่งยังส่งผลเสียต่อคุณภาพการตัดอีกด้วย
⑶ เห็นได้ชัดว่ามีแหล่งความร้อนสองแหล่งในกระบวนการตัดหลอมออกซิเดชัน ได้แก่ พลังงานการฉายแสงเลเซอร์และพลังงานความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างออกซิเจนและโลหะ โดยประมาณว่าเมื่อตัดเหล็ก ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันคิดเป็นประมาณ 60% ของพลังงานทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการตัด
เห็นได้ชัดว่าเมื่อเทียบกับก๊าซเฉื่อย การใช้ก๊าซออกซิเจนเป็นก๊าซเสริมสามารถทำให้ความเร็วในการตัดสูงขึ้นได้
⑷ ในกระบวนการตัดด้วยกระบวนการหลอมออกซิเดชันโดยใช้แหล่งความร้อนสองแหล่ง หากความเร็วในการเผาไหม้ของออกซิเจนสูงกว่าความเร็วในการเคลื่อนที่ของลำแสงเลเซอร์ รอยแยกจะดูกว้างและหยาบ หากความเร็วในการเคลื่อนที่ของลำแสงเลเซอร์เร็วกว่าความเร็วในการเผาไหม้ของออกซิเจน รอยแยกที่เกิดขึ้นจะแคบและเรียบ
กระดูกหักแบบควบคุม
สำหรับวัสดุเปราะบางที่เสียหายได้ง่ายจากความร้อน การตัดด้วยความเร็วสูงและควบคุมได้โดยใช้ความร้อนจากลำแสงเลเซอร์เรียกว่าการตัดแบบควบคุมการแตกหัก เนื้อหาหลักของกระบวนการตัดนี้คือ ลำแสงเลเซอร์ให้ความร้อนกับวัสดุเปราะบางในพื้นที่เล็กๆ ทำให้เกิดการไล่ระดับความร้อนขนาดใหญ่และการเสียรูปทางกลอย่างรุนแรงในพื้นที่ ส่งผลให้วัสดุแตกร้าว ตราบใดที่การไล่ระดับความร้อนสมดุล ลำแสงเลเซอร์สามารถนำทางให้เกิดการแตกร้าวในทิศทางใดก็ได้ตามต้องการ
ควรสังเกตว่าการตัดแบบควบคุมนี้ไม่เหมาะสำหรับการตัดมุมแหลมและรอยแยกมุม นอกจากนี้ยังไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะตัดรูปทรงปิดขนาดใหญ่พิเศษได้สำเร็จ ควบคุมความเร็วในการตัดแบบควบคุมอย่างรวดเร็ว และไม่จำเป็นต้องใช้กำลังสูงเกินไป มิฉะนั้น จะทำให้พื้นผิวชิ้นงานละลายและทำให้ขอบรอยแยกเสียหาย พารามิเตอร์ควบคุมหลักคือกำลังเลเซอร์และขนาดจุด
