Laserové řezání je technologie tepelného zpracování založená na přesné separaci dosažené interakcí vysokoenergetického laserového paprsku a materiálů. Jeho hlavní princip spočívá v řízené přeměně světelné a tepelné energie, která způsobuje, že lokalizovaný materiál obrobku se rychle roztaví, vypaří nebo dosáhne bodu vznícení. Pomocí pomocného proudu plynu se roztavený nebo odpařený materiál odstraní, čímž se vytvoří souvislá a čistá spára. Tato technologie integruje znalosti z různých oborů, jako je optika, termodynamika, věda o materiálech a automatické řízení, a umožňuje vysoce-přesné a{5}}rychlostní řezání kovových i-kovových materiálů.
Generování laseru vychází z principu stimulované emise. V laseru pracovní médium (jako je optické vlákno, plyn CO₂ nebo pevný krystal) podléhá inverzi populace při buzení zdroje pumpy, čímž se vytvoří oblast zisku. Když se fotony šíří tam a zpět v rezonanční dutině a indukují emisi více fotonů stejné frekvence, fáze a směru, generuje se vysoce jasný, vysoce směrový a vysoce koherentní laserový paprsek. Po vytvarování a zaostření optickým systémem lze laserový paprsek stlačit do extrémně jemného bodu o průměru desítek až stovek mikrometrů a vytvořit tak extrémně vysokou hustotu energie na povrchu obrobku.
Během procesu řezání je zaostřený laserový paprsek promítán svisle nebo šikmo na povrch materiálu. Světelná energie se rychle přeměňuje na tepelnou energii, což způsobuje, že teplota postižené oblasti ve velmi krátké době stoupne na bod tání materiálu nebo dokonce bod varu. Za těchto podmínek se kovový materiál taví nebo vypařuje a některé materiály také podléhají chemickým reakcím s pomocným plynem (jako je exotermická oxidace uhlíkové oceli v kyslíkové atmosféře), což dále zvyšuje přísun energie. Pomocný plyn (obvykle kyslík, dusík nebo stlačený vzduch) je vypuzován vysokou rychlostí přes koaxiální trysku. To slouží ke dvěma účelům: za prvé odfoukne roztavený nebo odpařený materiál z řezu, čímž se zabrání opětovnému zkondenzování strusky na řezu; za druhé poskytuje dodatečnou chemickou energii v prostředí oxidačního plynu, čímž se zvyšuje řezná rychlost.
Kvalita a účinnost řezání závisí na koordinovaném přizpůsobení výkonu laseru, kvalitě paprsku, poloze ohniska, rychlosti řezání a typu a tlaku pomocného plynu. Výkon určuje celkový příkon energie za jednotku času, zatímco rychlost ovlivňuje dobu trvání interakce energie s materiálem; oba společně řídí přívod tepla do zářezu. Poloha ohniska ovlivňuje velikost bodu a distribuci hustoty energie, a tak určuje penetraci řezu a morfologii průřezu-. Hybnost pomocného plynu odstraňuje strusku a vytváří ochrannou atmosféru, která zabraňuje oxidaci, změně barvy nebo řezné kontaminaci.
Celé zpracování je přesně řízeno CNC systémem, který přesně řídí trajektorii laserové hlavy a parametry procesu, čímž se dosahuje vysoce{0}}přesného sledování složitých dvou-rozměrných nebo trojrozměrných{2}}kontur. Moderní laserové řezací zařízení může také obsahovat senzory pro sledování posunu ohniska, kolísání výkonu a změny tlaku plynu v reálném čase, pomocí řízení s uzavřenou-smyčkou pro včasnou korekci a zajištění konzistence při dávkovém zpracování.
Stručně řečeno, pracovní princip laserového řezání je založen na laserovém paprsku s vysokou -energií- jako hlavní hnací síle. Díky multi-spojení světla, tepla a síly dosahuje rychlého, lokalizovaného odstranění materiálu a dokončuje vysoce přesné tvarování-pod inteligentním řízením. Tento princip poskytuje laserovému řezání širokou přizpůsobivost materiálu a vynikající flexibilitu zpracování, díky čemuž je nenahraditelný ve špičkové -výrobě, přesných nástrojích a velkosériové- zakázkové výrobě.
