El procés principal de la màquina de tall per làser

1. Tall per vaporització
Durant el procés de tall de gasificació per làser, la temperatura superficial del material augmenta fins a la temperatura del punt d'ebullició tan ràpid que és suficient per evitar la fusió causada per la conducció de calor, de manera que part del material es vaporitza en vapor i desapareix, i part del material és expulsat des de la part inferior de l'escletxa pel gas auxiliar El flux s'allunya. En aquest cas es requereixen potències làser molt elevades.
Per evitar que el vapor del material es condensi a les parets del tall, el gruix del material no ha de superar en gran mesura el diàmetre del raig làser. Per tant, aquest procés només és adequat per a aplicacions on s'ha d'evitar una descàrrega de material fos. Aquest mecanitzat pràcticament només s'utilitza en petites àrees d'ús d'aliatges a base de ferro.
Aquest procés no es pot utilitzar per a materials, com ara la fusta i determinades ceràmiques, que no tenen estat fos i, per tant, tenen menys probabilitats de permetre que el vapor del material es recondense. A més, aquests materials solen aconseguir talls més gruixuts. En el tall de vapor làser, l'enfocament òptim del feix depèn del gruix del material i la qualitat del feix. La potència del làser i la calor de vaporització només tenen una certa influència en la posició òptima del focus. Quan el gruix de la placa és constant, la velocitat màxima de tall és inversament proporcional a la temperatura de gasificació del material. La densitat de potència del làser necessària és superior a 108 W/cm2 i depèn del material, la profunditat de tall i la posició del focus del feix. En el cas d'un determinat gruix de la planxa, suposant que hi ha prou potència làser, la velocitat màxima de tall està limitada per la velocitat del raig de gas.
2. Tall de fusió
En el tall per fusió per làser, la peça es fon parcialment i el material fos s'expulsa mitjançant el flux d'aire. Com que la transferència del material només es produeix en estat líquid, el procés s'anomena tall per fusió per làser.
El raig làser combinat amb gas de tall inert d'alta puresa expulsa el material fos del tall, però el gas en si no participa en el tall. El tall per fusió per làser pot aconseguir una velocitat de tall més alta que el tall de gasificació. L'energia necessària per a la gasificació és generalment superior a la necessària per fondre el material. En el tall per fusió làser, el raig làser només s'absorbeix parcialment. La velocitat de tall màxima augmenta amb l'augment de la potència del làser i disminueix gairebé de manera inversament proporcional a l'augment del gruix de la làmina i la temperatura de fusió del material. En el cas d'una determinada potència làser, el factor limitant és la pressió de l'aire al tall i la conductivitat tèrmica del material. El tall de fusió per làser pot obtenir talls sense oxidació per a materials de ferro i metalls de titani. La densitat de potència del làser que produeix la fusió però inferior a la gasificació està entre 104 W/cm2 i 105 W/cm2 per als materials d'acer.
3. Tall de fusió per oxidació (tall amb flama làser)
El tall de fusió generalment utilitza gas inert. Si se substitueix per oxigen o un altre gas actiu, el material s'encén sota la irradiació del raig làser i es produeix una reacció química violenta amb l'oxigen per generar una altra font de calor, que escalfa encara més el material, que s'anomena tall de fusió per oxidació. .
A causa d'aquest efecte, es poden obtenir velocitats de tall més altes amb aquest mètode que amb el tall de fusió per al mateix gruix d'acer estructural. D'altra banda, aquest mètode pot tenir una qualitat de tall més pobre que el tall de fusió. En realitat produeix talls més amples, rugositat notable, augment de la zona afectada per la calor i una qualitat de vora més pobre. El tall amb flama làser és dolent per als models de precisió i les cantonades afilades (perill de cremar les cantonades afilades). Els làsers en mode polsat es poden utilitzar per limitar els efectes tèrmics, i la potència del làser determina la velocitat de tall. En el cas d'una determinada potència làser, els factors limitants són el subministrament d'oxigen i la conductivitat tèrmica del material.
4. Control de tall de fractura
Per als materials fràgils que es fan malbé fàcilment per la calor, el tall d'alta velocitat i controlable es realitza mitjançant l'escalfament del raig làser, que s'anomena tall de fractura controlat. El contingut principal d'aquest procés de tall és que el raig làser escalfa una petita àrea de material trencadís, provocant un gran gradient tèrmic i una deformació mecànica severa en aquesta zona, donant lloc a la formació d'esquerdes en el material. Sempre que es mantingui un gradient de calefacció uniforme, el raig làser pot dirigir les esquerdes en qualsevol direcció desitjada.