Vilka är de olika typerna av laserskärningsutrustning?

Olika typer av laserskärningsutrustning varierar i vilken typ av laser de använder och hur lasern rör sig under drift. De primära typerna av lasrar som används för skärning är koldioxidlasrar (CO2) och halvledarlasrar som använder ett glas- eller kristallförstärkningsmedium dopat med neodym (Nd). Den fysiska konfigurationen av laserskärmaskiner kan kategoriseras i tre kategorier, som kallas flygoptik, rörligt material och hybridsystem. Utsignalen från lasrarna kan vara antingen pulsad eller kontinuerlig. Vissa laserskärningssystem, kallade lasermikrojets, har en vattenstråle som hjälper skärprocessen.

CO2-lasrar är en typ av gaslaser som använder ett förstärkningsmedium som består av koldioxid, kväve och helium och som även kan innehålla väte, xenon eller vattenånga. Förstärkningsmediet exciteras, eller pumpas, av elektricitet för att producera en stråle av infrarött ljus. De kan ha mycket hög effekt, med vissa industriella CO2-lasrar som producerar uteffekter på flera kilowatt. Laserskärningsutrustning som använder CO2-lasrar används på metaller som stål och aluminium samt andra material, inklusive plast, tyg och trä.

Neodymdopade lasrar är lasrar som använder ett fast förstärkningsmedium dopat med den sällsynta jordartsmetallen neodym, pumpad med ljus från en diodlaser eller blixtlampa. Det vanligaste mediet är neodymdopad yttriumaluminiumgranat (Y3Al5O12), eller Nd:YAG. Andra neodymdopade material som används i lasrar är yttriumortovanadat (YVO4), yttriumlitiumfluorid (LiYF4) och glas som huvudsakligen består av kiseldioxid (SiO2). Dessa lasrar kan också vara mycket kraftfulla och används främst för att skära metaller och keramik.

De flesta laserskärningsutrustningar är konfigurerade på ett av tre sätt. I en laser för rörligt material är materialet som bearbetas rörligt. I en flygoptisk laser är materialet som bearbetas stationärt medan lasern rör sig över det på båda horisontella axlarna. I en hybridlaser förflyttas arbetsstycket längs med en horisontell axel, vanligtvis den längre av de två, medan lasern är rörlig på den andra horisontella axeln. På liknande sätt varierar laserskärutrustning som kan skära på ett större antal axlar, så kallade multiaxliga laserskärare, i sin design beroende på om arbetsstycket eller skärhuvudet flyttas på var och en av dess axlar.

Varje konfiguration har olika fördelar. Flygoptikmaskiner är snabbare än de andra typerna. Rörliga materiallasrar är de långsammaste, men har enklare optiska system. Hybridlasrar är snabbare än lasrar med rörligt material, men har bättre effekteffektivitet och mindre komplex optik än en flygoptikmaskin.

En skärande laserstråle kan pulseras och avfyra en serie korta men snabba ljuspulser. Pulsade lasrar är användbara för applikationer som kräver hög energiproduktion som bara varar en kort period. De används också för värmekänsliga material som riskerar att smälta om de utsätts för en kontinuerlig stråle. Pulsade strålar används även i lasermikrojetstrålar, där vattenstrålen hjälper till att rikta strålen och kyler av materialet som bearbetas.