Lazer kesim, yüksek-enerjili lazer ışınının ve malzemelerin etkileşimi yoluyla elde edilen hassas ayırmaya dayalı bir termal işleme teknolojisidir. Temel ilkesi, iş parçasının lokalize malzemesinin hızla erimesine, buharlaşmasına veya tutuşma noktasına ulaşmasına neden olacak şekilde ışık ve ısı enerjisinin kontrollü dönüşümüne dayanır. Yardımcı bir gaz akışının yardımıyla erimiş veya buharlaşmış malzeme uzaklaştırılır, böylece sürekli ve temiz bir çentik oluşturulur. Bu teknoloji, optik, termodinamik, malzeme bilimi ve otomatik kontrol gibi birden fazla disiplinden gelen bilgileri birleştirerek hem metalik hem de metalik olmayan malzemelerin yüksek-hassas, yüksek-hızda kesilmesine olanak tanır-.
Lazer üretimi uyarılmış emisyon prensibinden kaynaklanır. Bir lazerde, çalışma ortamı (optik fiber, CO₂ gazı veya katı kristal gibi), bir pompa kaynağının uyarılması altında popülasyonun ters çevrilmesine uğrayarak bir kazanç bölgesi oluşturur. Fotonlar rezonans boşluğu içinde ileri geri yayıldığında ve aynı frekans, faz ve yönde daha fazla foton emisyonunu tetiklediğinde, yüksek-parlaklıkta, oldukça yönlü ve yüksek tutarlılığa sahip bir lazer ışını üretilir. Lazer ışını, optik bir sistem tarafından şekillendirilip odaklandıktan sonra, onlarca ila yüzlerce mikrometre çapında son derece ince bir noktaya sıkıştırılabilir, böylece iş parçası yüzeyinde son derece yüksek bir enerji yoğunluğu oluşturulur.
Kesme işlemi sırasında odaklanmış lazer ışını malzeme yüzeyine dikey veya eğik olarak yansıtılır. Işık enerjisi hızla ısı enerjisine dönüşerek etkilenen bölgenin sıcaklığının çok kısa sürede malzemenin erime noktasına, hatta kaynama noktasına yükselmesine neden olur. Bu koşullar altında, metalik malzeme erir veya buharlaşır ve bazı malzemeler de yardımcı gazla kimyasal reaksiyonlara (oksijen atmosferinde karbon çeliğinin ekzotermik oksidasyonu gibi) tabi tutularak enerji girdisini daha da artırır. Yardımcı gaz (genellikle oksijen, nitrojen veya basınçlı hava), koaksiyel bir nozul aracılığıyla yüksek hızda püskürtülür. Bu iki amaca hizmet eder: birincisi, erimiş veya buharlaşmış malzemeyi kesikten uzaklaştırarak cürufun kesimde yeniden-yoğuşmasını önler; ikinci olarak oksitleyici gaz ortamında ek kimyasal enerji sağlayarak kesme hızını artırır.
Kesim kalitesi ve verimliliği, lazer gücünün, ışın kalitesinin, odak noktası konumunun, kesme hızının ve yardımcı gazın türü ve basıncının koordineli uyumuna bağlıdır. Güç, birim zaman başına toplam enerji girdisini belirlerken hız, malzeme ile enerji etkileşiminin süresini etkiler; her ikisi de çentiklere olan ısı girişini ortaklaşa kontrol eder. Odak noktası konumu nokta boyutunu ve enerji yoğunluğu dağılımını etkiler, böylece kesme nüfuzunu ve kesit-morfolojisini belirler. Yardımcı gazın momentumu cürufu giderir ve koruyucu bir atmosfer oluşturarak oksidasyonu, renk bozulmasını veya kirlenmeyi önler.
İşlemin tamamı, lazer kafasının yörüngesini ve işlem parametrelerini hassas şekilde kontrol eden ve karmaşık iki{{1} boyutlu veya üç- boyutlu konturların yüksek-hassasiyetle izlenmesini sağlayan bir CNC sistemi tarafından hassas bir şekilde kontrol edilir. Modern lazer kesim ekipmanı aynı zamanda odak noktası kaymasını, güç dalgalanmalarını ve gaz basıncı değişikliklerini gerçek zamanlı olarak izlemek için sensörler de içerebilir; zamanında düzeltme için kapalı devre kontrolü kullanarak ve toplu işlemede tutarlılık sağlar.
Özetle, lazer kesimin çalışma prensibi, temel itici güç olarak yüksek-enerji-yoğunluğundaki lazer ışınına dayanmaktadır. Işığın, ısının ve kuvvetin çoklu-alanda birleştirilmesi sayesinde hızlı, yerelleştirilmiş malzeme kaldırma işlemi gerçekleştirir ve akıllı kontrol altında yüksek-hassas şekillendirmeyi tamamlar. Bu prensip, lazer kesime geniş malzeme uyarlanabilirliği ve mükemmel işleme esnekliği kazandırarak, onu üst düzey üretimde, hassas aletlerde ve büyük-ölçekli özelleştirilmiş üretimde vazgeçilmez kılar.
