Лазер — це висококонцентрований промінь світла однієї довжини хвилі. На кожній довжині хвилі світла різні матеріали поглинають, відбивають і пропускають це світло в різній кількості.
Лазерний промінь — це стовп світла дуже високої інтенсивності однієї довжини хвилі або кольору. У разі типового CO2 лазер, ця довжина хвилі знаходиться в інфрачервоній частині спектру світла, тому він невидимий для людського ока. Промінь має лише близько 3/4 дюйма в діаметрі, коли він рухається від лазерного резонатора, який створює промінь, через шлях променя лазерного різака. Його можна відбивати в різних напрямках кількома дзеркалами, або «згиначами променя», перш ніж він остаточно сфокусується на пластині. Сфокусований лазерний промінь проходить через отвір сопла безпосередньо перед тим, як потрапити на пластину. Крім того, через цей отвір сопла протікає стиснений газ, наприклад кисень або азот.
Висока щільність потужності призводить до швидкого нагрівання, плавлення та часткового або повного випаровування матеріалу. Під час різання м’якої сталі тепла лазерного променя достатньо, щоб розпочати типовий процес горіння «кисневого палива», а газ для лазерного різання буде чистим киснем, як і кисневий паливний факел. Під час різання нержавіючої сталі або алюмінію лазерний промінь просто розплавляє матеріал, а азот під високим тиском видуває розплавлений метал із пропилу.
На Машина лазерного різання, лазерна ріжуча головка переміщується над металевою пластиною у формі потрібної частини, таким чином вирізаючи деталь із пластини. Ємнісна система керування h8 підтримує дуже точну відстань між кінцем сопла та пластиною, що ріжеться. Ця відстань важлива, оскільки вона визначає, де знаходиться фокусна точка відносно поверхні пластини. На якість різання може вплинути підняття або опускання фокусної точки трохи вище поверхні пластини, на поверхні або трохи нижче поверхні.
Машина для лазерного різання працює, фокусуючи промінь лазерного світла на шматку матеріалу. Лазерне світло має таку високу потужність, що при фокусуванні воно підвищує температуру матеріалу, який потрібно розрізати, настільки високо, щоб розплавити або випарувати матеріал, у невеликій області фокусується промінь. Часто використовується допоміжний газ, щоб допомогти виштовхнути розплавлений матеріал із зони різання. Особливо це стосується різання металів або товстих листів матеріалу, наприклад фанери.
Щоб вирізати фігури, лазерну головку переміщують, використовуючи певну форму порталу, щоб розмістити промінь над новим матеріалом, у результаті чого замість маленького отвору буде вирізана лінія. Типи систем руху включають зубчасту рейку, кулькові гвинти та лінійні двигуни. Лінійні двигуни найдорожчі, але найшвидші та найточніші. Рейка і шестерні забезпечують майже таку ж швидкість і точність, але за нижчу ціну. Деякі невеликі лазери для любителів також можуть використовувати зубчастий ремінь і крокові двигуни для переміщення лазерної головки. У всіх випадках система з обслуговуванням і зворотним зв’язком кодера значно підвищує точність система лазерного різання, як і жорсткий каркас, ізольований від вібрації.
Для операції лазерного різання важливо вибрати довжину хвилі, яка добре поглинає матеріал, який ви збираєтеся різати.
Оскільки лазерна енергія спрямовується на поверхню матеріалу, матеріал поглинає стільки енергії, що швидко нагрівається, перевищуючи температуру плавлення, і досягає температури деградації.
При температурі деградації матеріал руйнується і розпадається. Часто, коли це відбувається, виділяється дим або пари.
Край розрізу може бути нагрітий до нижчого рівня і фактично розплавитися та відновитися. Насправді це можна використовувати як своєрідний ущільнювальний механізм, корисний для волокнистих матеріалів, наприклад, для запобігання різьблення.
Під час роботи лазерного різака доцільно налаштувати лазер таким чином, щоб дим від процесу різання не збирався у вигляді сажі на лазерній оптиці. Крім того, під час різання (або зварювання) поверхонь із високим ступенем відбивання важливо запобігти відбиванню лазерного променя від поверхні та назад у лазерну оптику, що може її пошкодити.
