Laserskæring er en termisk bearbejdningsteknologi baseret på den præcise adskillelse, der opnås gennem interaktionen mellem en høj-laserstråle og materialer. Dens kerneprincip ligger i den kontrollerede konvertering af lys og varmeenergi, hvilket får det lokaliserede materiale i emnet til hurtigt at smelte, fordampe eller nå sit antændelsespunkt. Ved hjælp af en hjælpegasstrøm fjernes det smeltede eller fordampede materiale, hvorved der dannes en sammenhængende og ren skæring. Denne teknologi integrerer viden fra flere discipliner såsom optik, termodynamik, materialevidenskab og automatisk styring, hvilket muliggør høj-præcision og høj-hastighedsskæring af både metalliske og ikke-metalliske materialer.
Lasergenerering stammer fra princippet om stimuleret emission. I en laser undergår arbejdsmediet (såsom optisk fiber, CO₂-gas eller fast krystal) populationsinversion under excitationen af en pumpekilde, hvilket danner et forstærkningsområde. Når fotoner forplanter sig frem og tilbage i resonanshulrummet og inducerer emission af flere fotoner af samme frekvens, fase og retning, genereres en høj-lysstyrke, meget retningsbestemt og meget kohærent laserstråle. Efter at være blevet formet og fokuseret af et optisk system, kan laserstrålen komprimeres til et ekstremt fint sted med en diameter på ti til hundredvis af mikrometer, og dermed skabe en ekstrem høj energitæthed på emnets overflade.
Under skæreprocessen projiceres den fokuserede laserstråle lodret eller skråt på materialets overflade. Lysenergien omdannes hurtigt til varmeenergi, hvilket får temperaturen i det berørte område til at stige til materialets smeltepunkt eller endda kogepunkt på meget kort tid. Under disse forhold smelter eller fordamper det metalliske materiale, og nogle materialer gennemgår også kemiske reaktioner med hjælpegassen (såsom den eksoterme oxidation af kulstofstål i en oxygenatmosfære), hvilket yderligere øger energitilførslen. Hjælpegassen (almindeligvis oxygen, nitrogen eller komprimeret luft) udstødes ved høj hastighed gennem en koaksial dyse. Dette tjener to formål: For det første blæser det det smeltede eller fordampede materiale væk fra snittet, hvilket forhindrer slaggen i at gen-kondensere ved snittet; for det andet giver det yderligere kemisk energi i et oxiderende gasmiljø, hvilket øger skærehastigheden.
Skærekvaliteten og effektiviteten afhænger af den koordinerede afstemning af lasereffekt, strålekvalitet, brændpunktsposition, skærehastighed og hjælpegassens type og tryk. Effekt bestemmer den samlede energitilførsel pr. tidsenhed, mens hastighed påvirker varigheden af energiinteraktion med materialet; begge styrer i fællesskab varmetilførslen til snittet. Brændpunktets position påvirker pletstørrelsen og energitæthedsfordelingen og bestemmer således skæregennemtrængningen og tværsnitsmorfologien. Hjælpegassens momentum fjerner slagge og danner en beskyttende atmosfære, der forhindrer oxidation, misfarvning eller skærende forurening.
Hele behandlingen styres præcist af et CNC-system, som præcist styrer laserhovedets bane og procesparametre, hvilket opnår høj-præcisionssporing af komplekse to-dimensionelle eller tre-dimensionelle konturer. Moderne laserskæreudstyr kan også inkorporere sensorer til at overvåge brændpunktsforskydning, effektudsving og gastryksændringer i realtid ved hjælp af lukket-sløjfekontrol til rettidig korrektion og sikring af ensartet batchbehandling.
Sammenfattende er arbejdsprincippet for laserskæring baseret på en laserstråle med høj-energi-densitet som den centrale drivkraft. Gennem multi--feltkobling af lys, varme og kraft opnår den hurtig, lokaliseret materialefjernelse og fuldender høj-præcisionsformning under intelligent styring. Dette princip giver laserskæring en bred materialetilpasningsevne og fremragende behandlingsfleksibilitet, hvilket gør den uerstattelig i høj-produktion, præcisionsinstrumenter og stor-tilpasset produktion.
