Laserskjæring er en termisk skjæremetode som bruker en fokusert laserstråle med høy effekttetthet for å bestråle arbeidsstykket. Dette fører til at det bestrålte materialet raskt smelter, fordamper, ablaterer eller når tennpunktet. Samtidig blåser høyhastighetsluftstrøm koaksialt med laserstrålen bort det smeltede materialet og skjærer dermed gjennom arbeidsstykket.
Klassifisering og egenskaper ved laserskjæring
Laserskjæring kan deles inn i fire typer: laserfordampningsskjæring, laserfusjonsskjæring, laseroksygenskjæring og laserrissing og kontrollert brudd.
Den bruker en laserstråle med høy energitetthet for å varme opp arbeidsstykket, og øker temperaturen raskt til materialets kokepunkt på ekstremt kort tid, noe som får materialet til å fordampe og danne damp. Dampen støtes ut med høy hastighet, noe som skaper et kutt i materialet når det slipper ut. Siden de fleste materialer har høy fordampningsvarme, krever laserskjæring med fordampningsteknikk betydelig kraft og effekttetthet.
Ved laserskjæring varmer og smelter laseren metallmaterialet. En ikke-oksiderende gass (som Ar, He, N, osv.) blåses deretter gjennom en dyse koaksial med laserstrålen. Det høye trykket fra gassen presser ut det smeltede metallet og danner et kutt. I motsetning til fordampningsskjæring krever ikke denne metoden fullstendig materialfordampning og bruker bare 1/10 av energien som trengs for fordampningsskjæring. Den brukes hovedsakelig til å skjære ikke-oksiderbare eller reaktive metaller, inkludert rustfritt stål, titan, aluminium og legeringer derav.
Laser oksygen skjæring
Prinsippet for laseroksygenskjæring ligner på oksyacetylen-skjæring. Laseren fungerer som en forvarmingskilde, mens aktive gasser (som oksygen) fungerer som skjæregass. På den ene siden reagerer den blåste gassen med metallet som skjæres, og utløser en oksidasjonsreaksjon som frigjør en stor mengde oksidasjonsvarme. På den andre siden blåser den bort smeltede oksider og smelter fra reaksjonssonen, og danner et kutt i metallet. Oksidasjonsreaksjonen under skjæring genererer betydelig varme, så laseroksygenskjæring krever bare halvparten av energien til smelteskjæring, mens skjærehastigheten er mye raskere enn fordampning og smelteskjæring. Den brukes primært på oksiderbare metallmaterialer som karbonstål, titanstål og varmebehandlet stål.
Laserskriving og kontrollert brudd
Lasergraving bruker en laser med høy energitetthet til å skanne overflaten av sprø materialer, og fordamper et lite spor. Ved å påføre et visst trykk får det sprø materialet til å sprekke langs sporet. Q-svitsjede lasere og CO₂-lasere brukes ofte til lasergraving. Kontrollert brudd utnytter den bratte temperaturfordelingen som genereres under lasergraving for å skape lokal termisk spenning i sprø materialer, noe som får dem til å brekke langs det graverte sporet.
Anvendelser av laserskjæring
De fleste laserskjæremaskiner drives via numeriske kontrollprogrammer (NC) eller konfigureres som skjæreroboter. Som en presisjonsbehandlingsmetode kan laserskjæring kutte nesten alle materialer, inkludert 2D- eller 3D-skjæring av tynne metallplater. Innen luftfartsfeltet brukes laserskjæreteknologi hovedsakelig til å kutte spesielle luftfartsmaterialer som titanlegeringer, aluminiumslegeringer, nikkellegeringer, kromlegeringer, rustfritt stål, berylliumoksid, komposittmaterialer, plast, keramikk og kvarts. Luftfartskomponenter som behandles med laserskjæring inkluderer motorflammerør, tynnveggede titanlegeringshus, flyrammer, titanlegeringsskinn, vingeformede paneler til halevinger, helikopterrotorer og keramiske varmeisolerende fliser for romferger.
Publisert: 08. des. 2025
