Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι εξοπλισμού κοπής με λέιζερ;

Οι διαφορετικοί τύποι εξοπλισμού κοπής με λέιζερ διαφέρουν ως προς τον τύπο του λέιζερ που χρησιμοποιούν και τον τρόπο με τον οποίο κινείται το λέιζερ κατά τη λειτουργία. Οι κύριοι τύποι λέιζερ που χρησιμοποιούνται για την κοπή είναι τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και τα λέιζερ στερεάς κατάστασης που χρησιμοποιούν ένα μέσο κέρδους γυαλιού ή κρυστάλλου εμποτισμένο με νεοδύμιο (Nd). Η φυσική διαμόρφωση των μηχανών κοπής λέιζερ μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε τρεις κατηγορίες, που ονομάζονται ιπτάμενα οπτικά, κινούμενα υλικά και υβριδικά συστήματα. Η έξοδος από τα λέιζερ μπορεί να είναι είτε παλμική είτε συνεχής. Ορισμένα συστήματα κοπής με λέιζερ, που ονομάζονται μικροπίδακες λέιζερ, ενσωματώνουν πίδακα νερού που βοηθά στη διαδικασία κοπής.

Τα λέιζερ CO2 είναι ένας τύπος λέιζερ αερίου που χρησιμοποιεί ένα μέσο απολαβής που αποτελείται από διοξείδιο του άνθρακα, άζωτο και ήλιο και μπορεί επίσης να περιέχει υδρογόνο, ξένο ή υδρατμούς. Το μέσο απολαβής διεγείρεται ή αντλείται από ηλεκτρισμό για να παράγει μια δέσμη υπέρυθρου φωτός. Μπορούν να έχουν πολύ υψηλή ισχύ, με ορισμένα βιομηχανικά λέιζερ CO2 να παράγουν ισχύ πολλών κιλοβάτ. Ο εξοπλισμός κοπής με λέιζερ με χρήση λέιζερ CO2 χρησιμοποιείται σε μέταλλα όπως ο χάλυβας και το αλουμίνιο καθώς και σε άλλα υλικά, όπως πλαστικό, ύφασμα και ξύλο.

Τα λέιζερ με πρόσμιξη νεοδυμίου είναι λέιζερ που χρησιμοποιούν ένα στερεό μέσο απολαβής εμποτισμένο με το μέταλλο σπανίων γαιών νεοδύμιο, που αντλείται με φως από λέιζερ διόδου ή λάμπα φλας. Το πιο κοινό μέσο είναι ο γρανάτης αλουμινίου υττρίου με πρόσμειξη νεοδυμίου (Y3Al5O12) ή Nd:YAG. Άλλα υλικά με πρόσμιξη νεοδυμίου που χρησιμοποιούνται στα λέιζερ είναι το ορθοβαναδικό ύττριο (YVO4), το φθοριούχο λίθιο ύττριο (LiYF4) και το γυαλί που αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του πυριτίου (SiO2). Αυτά τα λέιζερ μπορούν επίσης να είναι πολύ ισχυρά και χρησιμοποιούνται κυρίως για την κοπή μετάλλων και κεραμικών.

Ο περισσότερος εξοπλισμός κοπής με λέιζερ έχει διαμορφωθεί με έναν από τους τρεις τρόπους. Σε ένα λέιζερ κινούμενου υλικού, το υλικό που δουλεύεται είναι κινητό. Σε ένα ιπτάμενο οπτικό λέιζερ, το υλικό που δουλεύεται είναι ακίνητο ενώ το λέιζερ κινείται πάνω του και στους δύο οριζόντιους άξονες. Σε ένα υβριδικό λέιζερ, το τεμάχιο εργασίας μετακινείται κατά μήκος του ενός οριζόντιου άξονα, συνήθως του μεγαλύτερου από τους δύο, ενώ το λέιζερ είναι κινητό στον άλλο οριζόντιο άξονα. Ομοίως, ο εξοπλισμός κοπής με λέιζερ που μπορεί να κόψει σε μεγαλύτερο αριθμό αξόνων, που ονομάζονται πολυαξονικοί κόφτες λέιζερ, διαφέρουν ως προς το σχεδιασμό τους ανάλογα με το αν το τεμάχιο εργασίας ή η κεφαλή κοπής μετακινείται σε κάθε άξονά του.

Κάθε διαμόρφωση έχει διαφορετικά πλεονεκτήματα. Τα ιπτάμενα οπτικά μηχανήματα είναι ταχύτερα από τα άλλα είδη. Τα λέιζερ κινούμενου υλικού είναι τα πιο αργά, αλλά έχουν απλούστερα οπτικά συστήματα. Τα υβριδικά λέιζερ είναι ταχύτερα από τα λέιζερ κινούμενου υλικού, αλλά έχουν καλύτερη απόδοση ισχύος και λιγότερο περίπλοκη οπτική από μια ιπτάμενη μηχανή οπτικών.

Η δέσμη λέιζερ κοπής μπορεί να είναι παλμική, εκπέμποντας μια σειρά από σύντομους αλλά γρήγορους παλμούς φωτός. Τα παλμικά λέιζερ είναι χρήσιμα για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή απόδοση ενέργειας που διαρκεί μόνο για σύντομο χρονικό διάστημα. Χρησιμοποιούνται επίσης για ευαίσθητα στη θερμότητα υλικά που κινδυνεύουν να λιώσουν εάν υποστούν συνεχή δέσμη. Οι παλμικές δέσμες χρησιμοποιούνται επίσης σε μικροπίδακες λέιζερ, όπου ο πίδακας νερού βοηθά στην κατεύθυνση της δέσμης και ψύχει το υλικό που επεξεργάζεται.