دو نوع تکنولوژی برش لیزری وجود دارد: اولی لیزر پالسی برای مواد فلزی، و دوم لیزر پیوسته برای مواد غیر فلزی است. دومی یک زمینه کاربرد مهم از تکنولوژی برش لیزر است.
چندین فناوری کلیدی ماشین برش لیزری فناوری یکپارچه نور، ماشین و برق هستند. در دستگاه برش لیزر، پارامترهای پرتو لیزر، عملکرد و دقت ماشین و سیستم کنترل عددی همگی به طور مستقیم بر کارایی و کیفیت برش لیزر تأثیر می گذارد. به خصوص برای قطعات با دقت برش بالا و یا ضخامت بزرگ، فن آوری های کلیدی زیر باید تسلط و حل:
تمرکز فن آوری کنترل موقعیت
یکی از مزایای برش لیزر چگالی انرژی بالای پرتو است که عموماً ۱۰W/cm2 است. از آنجا که چگالی انرژی به طور معکوس متناسب با منطقه است، قطر نقطه کانونی تا حد امکان کوچک است تا شکاف باریکی تولید کند؛ در عین حال قطر نقطه کانونی نیز متناسب با عمق کانونی لنز است. هر چه عمق کانونی لنز فوکوس کننده کوچکتر باشد، قطر نقطه کانونی کوچکتر می شود. با این حال، چلپ چلوپ در برش وجود دارد، و لنز بیش از حد نزدیک به قطعه کار برای آسیب زدن به لنز است. بنابراین، طول کانونی 5"~7.5" (127~190mm) به طور گسترده ای در کاربردهای صنعتی ماشین برش لیزر CO2 با قدرت بالا استفاده می شود. قطر واقعی نقطه کانونی بین 0.1 ~ 0.4mm است. برای برش با کیفیت بالا، عمق کانونی موثر نیز مربوط به قطر لنز و مواد در حال قطع است. به عنوان مثال برش فولاد کربن با لنز ۵" عمق کانونی در فاصله +۲٪ فاصله کانونی است که حدود ۵ میلی متر است. بنابراین کنترل موقعیت کانون نسبت به سطح ماده برای بریدن بسیار مهم است. با در نظر گرفتن عواملی مانند برش کیفیت و سرعت برش، اصل ماده فلزی ۶ میلی متری برتر است، تمرکز بر روی سطح است؛ فولاد کربن 6mm، تمرکز بالاتر از سطح است؛ فولاد ضد زنگ 6mm، تمرکز زیر سطح است. ابعاد خاص با آزمایش ها تعیین می شوند.
سه راه آسان برای تعیین موقعیت کانونی در تولید صنعتی وجود دارد:
(1) روش چاپ: سر برش از بالا به پایین منتقل می شود، و پرتو لیزر بر روی صفحه پلاستیکی چاپ می شود، و نقطه ای که کوچکترین قطر چاپ را دارد، فوکوس است.
(2) روش صفحه تمایل: استفاده از یک صفحه پلاستیکی قرار داده شده مایل در زاویه به محور عمودی آن را به صورت افقی برای پیدا کردن کوچکترین نقطه از پرتو لیزر به عنوان تمرکز.
(3) روش جرقه آبی : حذف nozzle ، ضربه هوا ، ضربه لیزر پالس در صفحه فولاد ضد زنگ ، حرکت سر برش از بالا به پایین ، تا بزرگترین جرقه آبی تمرکز است.
برای ماشین برش مسیر نور پرواز، به دلیل زاویه واگرایی پرتو، طول مسیر نوری انتهای نزدیک و انتهای دور برش متفاوت است، و اندازه پرتو قبل از فوکوس متفاوت است. هر چه قطر پرتو حادثه بزرگتر باشد، قطر نقطه کانونی کوچکتر می شود. به منظور کاهش تغییر اندازه نقطه کانونی ناشی از تغییر اندازه پرتو قبل از تمرکز، تولیدکنندگان سیستم های برش لیزر در خانه و خارج از کشور برخی دستگاه های ویژه را برای کاربران فراهم می کنند تا انتخاب کنند:
(1) لوله نور موازی. این یک روش معمولاً مورد استفاده است، که اضافه کردن یک کولیماتور به انتهای خروجی لیزر CO2 برای انبساط پرتو است. پس از گسترش پرتو، قطر پرتو بزرگتر می شود و زاویه واگرایی کوچکتر می شود، به طوری که انتهای پروگزیمال و دیستال کار برش محدوده اندازه پرتو قبل از فوکوس تقریباً یکسان است.
(2) اضافه کردن یک محور پایینی مستقل از لنز در حال حرکت به سر برش، که دو بخش مستقل از محور Z است که کنترل فاصله بین nozzle و سطح مواد (ایستادن خاموش). هنگامی که جدول ابزار ماشین حرکت می کند یا محور نوری حرکت می کند، پرتو از انتهای پروگزیمال به محور دیستال F در همان زمان حرکت می کند، به طوری که قطر لکه پرتو پس از متمرکز شدن پرتو در کل منطقه پردازش یکسان باقی می ماند. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است.
(3) کنترل فشار آب لنز فوکوس کننده (معمولا یک سیستم فوکوس بازتابنده فلزی). اگر اندازه پرتو قبل از فوکوس کوچکتر شود و قطر نقطه کانونی بزرگتر شود، فشار آب به طور خودکار کنترل می شود تا انحنای فوکوس تغییر کند تا قطر نقطه کانونی کوچکتر شود.
(4) اضافه کردن x و y جهت جبران سیستم مسیر نوری در پرواز ماشین برش مسیر نوری. این است که، هنگامی که مسیر نوری در انتهایی برش افزایش می یابد، مسیر نوری جبران کوتاه می شود؛ برعکس، هنگامی که مسیر نوری در انتهای پروگزیمال برش کاهش می یابد، مسیر نوری جبران افزایش می یابد تا طول مسیر نوری سازگار باشد.
