เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์มีสองประเภท: ประเภทแรกคือเลเซอร์พัลซิ่งสำหรับวัสดุโลหะ และประเภทที่สองคือเลเซอร์แบบต่อเนื่องสำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ส่วนหลังเป็นสาขาการใช้งานที่สำคัญของเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์
เทคโนโลยีที่สำคัญหลายประการของเครื่องตัดเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีที่ผสมผสานกันระหว่างแสง เครื่องจักร และไฟฟ้า ในเครื่องตัดเลเซอร์ พารามิเตอร์ของลำแสงเลเซอร์ ประสิทธิภาพและความแม่นยำของเครื่อง และระบบควบคุมเชิงตัวเลขล้วนส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและคุณภาพของการตัดด้วยเลเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำในการตัดสูงหรือมีความหนามาก เทคโนโลยีหลักต่อไปนี้จะต้องได้รับการฝึกฝนและแก้ไข:
เทคโนโลยีการควบคุมตำแหน่งโฟกัส
ข้อดีอย่างหนึ่งของการตัดด้วยเลเซอร์คือความหนาแน่นของพลังงานสูงของลำแสง โดยทั่วไป 10W/cm2 เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานแปรผกผันกับพื้นที่ เส้นผ่านศูนย์กลางของจุดโฟกัสจึงเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อสร้างช่องแคบ ในขณะเดียวกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของจุดโฟกัสก็แปรผันตามระยะชัดลึกของเลนส์ด้วย ยิ่งระยะชัดลึกของเลนส์โฟกัสน้อยเท่าใด เส้นผ่านศูนย์กลางของจุดโฟกัสก็ยิ่งเล็กลงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม มีการกระเด็นในการตัด และเลนส์อยู่ใกล้กับชิ้นงานเกินกว่าจะสร้างความเสียหายให้กับเลนส์ได้ ดังนั้นความยาวโฟกัส 5"~7.5" (127 ~ 190 มม.) ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรมเครื่องตัดเลเซอร์ CO2 กำลังสูงทั่วไป เส้นผ่านศูนย์กลางจุดโฟกัสจริงอยู่ระหว่าง 0.1 ~ 0.4 มม. สำหรับการตัดคุณภาพสูง ระยะชัดลึกที่มีประสิทธิภาพยังสัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์และวัสดุที่กำลังตัดด้วย ตัวอย่างเช่น การตัดเหล็กกล้าคาร์บอนด้วย 5" เลนส์ ความลึกโฟกัสอยู่ภายใน +2% ของทางยาวโฟกัสประมาณ 5 มม. ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะต้องควบคุมตำแหน่งของจุดโฟกัสที่สัมพันธ์กับพื้นผิวของวัสดุที่จะตัด โดยคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ เช่น คุณภาพการตัดและความเร็วในการตัด หลักการคือ วัสดุโลหะด้านบน 6 มม. โฟกัสอยู่ที่พื้นผิว เหล็กกล้าคาร์บอนขนาด 6 มม. โฟกัสอยู่เหนือพื้นผิว สแตนเลส 6 มม. โฟกัสอยู่ใต้พื้นผิว มิติข้อมูลเฉพาะถูกกำหนดโดยการทดลอง
มีสามวิธีง่ายๆ ในการกำหนดตำแหน่งโฟกัสในการผลิตภาคอุตสาหกรรม:
(1) วิธีการพิมพ์: หัวตัดถูกย้ายจากบนลงล่าง และลำแสงเลเซอร์ถูกพิมพ์บนแผ่นพลาสติก และจุดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางการพิมพ์ที่เล็กที่สุดเป็นจุดโฟกัส
(2) วิธีการเอียงจาน: ใช้แผ่นพลาสติกที่วางเฉียงทำมุมกับแกนตั้งเพื่อดึงในแนวนอนเพื่อหาจุดที่เล็กที่สุดของลำแสงเลเซอร์เป็นจุดโฟกัส
(3) วิธีการจุดประกายสีน้ำเงิน: ถอดหัวฉีด เป่าลม กดพัลส์เลเซอร์บนแผ่นเหล็กสแตนเลส ทำให้หัวตัดเคลื่อนจากบนลงล่าง จนกระทั่งจุดประกายสีน้ำเงินที่ใหญ่ที่สุดคือโฟกัส
สำหรับเครื่องตัดเส้นทางแสงที่บินได้ เนื่องจากมุมลำแสงที่เบี่ยงเบน ความยาวเส้นทางแสงของปลายใกล้และปลายสุดของการตัดแตกต่างกัน และขนาดลำแสงก่อนการโฟกัสจะแตกต่างกัน ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงตกกระทบยิ่งใหญ่เท่าใด เส้นผ่านศูนย์กลางของจุดโฟกัสก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น เพื่อลดการเปลี่ยนแปลงของขนาดจุดโฟกัสที่เกิดจากการเปลี่ยนขนาดลำแสงก่อนทำการโฟกัส ผู้ผลิตระบบตัดด้วยเลเซอร์ในและต่างประเทศได้จัดเตรียมอุปกรณ์พิเศษบางอย่างให้ผู้ใช้เลือก:
(1) ท่อแสงคู่ขนาน นี่เป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งก็คือการเพิ่ม collimator ที่ปลายเอาต์พุตของเลเซอร์ CO2 สำหรับการขยายลำแสง หลังจากที่ลำแสงขยายออก เส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงจะใหญ่ขึ้นและมุมไดเวอร์เจนซ์จะเล็กลง ดังนั้นส่วนปลายที่ใกล้เคียงและส่วนปลายของช่วงงานตัด ขนาดลำแสงก่อนการโฟกัสจะใกล้เคียงกัน
(2) เพิ่มแกนล่างอิสระของเลนส์ที่กำลังเคลื่อนที่ไปที่หัวตัด ซึ่งเป็นส่วนอิสระสองส่วนจากแกน Z ที่ควบคุมระยะห่างระหว่างหัวฉีดกับพื้นผิวของวัสดุ (ขาตั้งนอก) เมื่อโต๊ะเครื่องมือกลเคลื่อนที่หรือแกนลำแสงเคลื่อนที่ ลำแสงจะเคลื่อนที่จากปลายส่วนปลายไปยังแกน F ที่ส่วนปลายพร้อมกัน เพื่อให้เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงเฉพาะจุดยังคงเท่าเดิมในพื้นที่การประมวลผลทั้งหมดหลังจากที่ลำแสงถูกโฟกัสแล้ว ดังแสดงในรูปที่ 2
(3) ควบคุมแรงดันน้ำของเลนส์โฟกัส (โดยปกติคือระบบโฟกัสสะท้อนแสงแบบโลหะ) หากขนาดลำแสงก่อนการโฟกัสมีขนาดเล็กลงและเส้นผ่านศูนย์กลางของจุดโฟกัสใหญ่ขึ้น แรงดันน้ำจะถูกควบคุมโดยอัตโนมัติเพื่อเปลี่ยนความโค้งของโฟกัสเพื่อทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางของจุดโฟกัสเล็กลง
(4) เพิ่มระบบเส้นทางแสงชดเชยทิศทาง x และ y บนเครื่องตัดเส้นทางแสงที่บินได้ นั่นคือเมื่อเส้นทางแสงที่ปลายสุดของการตัดเพิ่มขึ้น เส้นทางแสงการชดเชยจะสั้นลง ในทางตรงกันข้าม เมื่อเส้นทางแสงที่ปลายส่วนใกล้เคียงของการตัดลดลง เส้นทางแสงชดเชยจะเพิ่มขึ้นเพื่อให้ความยาวเส้นทางแสงสอดคล้องกัน
