लेज़र कटिंग एक थर्मल प्रसंस्करण तकनीक है जो उच्च ऊर्जा लेज़र बीम और सामग्रियों की परस्पर क्रिया के माध्यम से प्राप्त सटीक पृथक्करण पर आधारित है। इसका मुख्य सिद्धांत प्रकाश और ताप ऊर्जा के नियंत्रित रूपांतरण में निहित है, जिससे वर्कपीस की स्थानीय सामग्री तेजी से पिघलती है, वाष्पीकृत होती है, या अपने प्रज्वलन बिंदु तक पहुंचती है। सहायक गैस प्रवाह की सहायता से, पिघला हुआ या वाष्पीकृत पदार्थ हटा दिया जाता है, इस प्रकार एक सतत और साफ केर्फ़ बनता है। यह तकनीक प्रकाशिकी, थर्मोडायनामिक्स, सामग्री विज्ञान और स्वचालित नियंत्रण जैसे कई विषयों से ज्ञान को एकीकृत करती है, जिससे धात्विक और गैर-धात्विक दोनों सामग्रियों को उच्च {{4}सटीकता, उच्च {{5}गति से काटना संभव हो जाता है।
लेजर पीढ़ी उत्तेजित उत्सर्जन के सिद्धांत से उत्पन्न होती है। एक लेज़र में, कार्यशील माध्यम (जैसे कि ऑप्टिकल फाइबर, CO₂ गैस, या ठोस क्रिस्टल) एक पंप स्रोत के उत्तेजना के तहत जनसंख्या व्युत्क्रमण से गुजरता है, जिससे एक लाभ क्षेत्र बनता है। जब फोटॉन गुंजयमान गुहा के भीतर आगे और पीछे फैलते हैं और समान आवृत्ति, चरण और दिशा के अधिक फोटॉन के उत्सर्जन को प्रेरित करते हैं, तो एक उच्च चमक, अत्यधिक दिशात्मक और अत्यधिक सुसंगत लेजर किरण उत्पन्न होती है। एक ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा आकार और फोकस किए जाने के बाद, लेजर बीम को दसियों से सैकड़ों माइक्रोमीटर के व्यास के साथ एक अत्यंत महीन स्थान में संपीड़ित किया जा सकता है, जिससे वर्कपीस की सतह पर अत्यधिक उच्च ऊर्जा घनत्व बनता है।
काटने की प्रक्रिया के दौरान, केंद्रित लेजर बीम को सामग्री की सतह पर लंबवत या तिरछा प्रक्षेपित किया जाता है। प्रकाश ऊर्जा तेजी से ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिससे प्रभावित क्षेत्र का तापमान बहुत कम समय में सामग्री के पिघलने बिंदु या क्वथनांक तक बढ़ जाता है। इन परिस्थितियों में, धातु सामग्री पिघल जाती है या वाष्पीकृत हो जाती है, और कुछ सामग्रियां सहायक गैस के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं से भी गुजरती हैं (जैसे कि ऑक्सीजन वातावरण में कार्बन स्टील का एक्ज़ोथिर्मिक ऑक्सीकरण), जिससे ऊर्जा इनपुट में और वृद्धि होती है। सहायक गैस (आमतौर पर ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, या संपीड़ित हवा) को समाक्षीय नोजल के माध्यम से उच्च गति से बाहर निकाला जाता है। यह दो उद्देश्यों को पूरा करता है: सबसे पहले, यह केर्फ़ से पिघले या वाष्पीकृत पदार्थ को उड़ा देता है, स्लैग को कट पर फिर से संघनित होने से रोकता है; दूसरे, यह ऑक्सीकरण वाले गैस वातावरण में अतिरिक्त रासायनिक ऊर्जा प्रदान करता है, जिससे काटने की दर बढ़ जाती है।
काटने की गुणवत्ता और दक्षता लेजर शक्ति, बीम गुणवत्ता, फोकल बिंदु स्थिति, काटने की गति और सहायक गैस के प्रकार और दबाव के समन्वित मिलान पर निर्भर करती है। शक्ति प्रति इकाई समय में कुल ऊर्जा इनपुट निर्धारित करती है, जबकि वेग सामग्री के साथ ऊर्जा संपर्क की अवधि को प्रभावित करता है; दोनों संयुक्त रूप से केर्फ़ में ताप इनपुट को नियंत्रित करते हैं। फोकल बिंदु की स्थिति स्पॉट आकार और ऊर्जा घनत्व वितरण को प्रभावित करती है, इस प्रकार काटने की पैठ और क्रॉस {{2} अनुभागीय आकृति विज्ञान का निर्धारण करती है। सहायक गैस की गति स्लैग को हटा देती है और एक सुरक्षात्मक वातावरण बनाती है, जो ऑक्सीकरण, मलिनकिरण या कटे हुए संदूषण को रोकती है।
संपूर्ण प्रसंस्करण को एक सीएनसी प्रणाली द्वारा सटीक रूप से नियंत्रित किया जाता है, जो लेजर हेड के प्रक्षेपवक्र और प्रक्रिया मापदंडों को सटीक रूप से नियंत्रित करता है, जिससे जटिल दो-{1-आयामी या तीन-आयामी आकृति की उच्च-सटीक ट्रैकिंग प्राप्त होती है। आधुनिक लेजर कटिंग उपकरण वास्तविक समय में फोकल प्वाइंट शिफ्ट, बिजली के उतार-चढ़ाव और गैस के दबाव में बदलाव की निगरानी के लिए सेंसर भी शामिल कर सकते हैं, समय पर सुधार के लिए बंद लूप नियंत्रण का उपयोग कर सकते हैं और बैच प्रोसेसिंग में स्थिरता सुनिश्चित कर सकते हैं।
संक्षेप में, लेज़र कटिंग का कार्य सिद्धांत मुख्य प्रेरक शक्ति के रूप में उच्च {{0}ऊर्जा-घनत्व लेज़र बीम पर आधारित है। प्रकाश, ऊष्मा और बल के बहु--क्षेत्र युग्मन के माध्यम से, यह तेजी से, स्थानीयकृत सामग्री को हटाता है और बुद्धिमान नियंत्रण के तहत उच्च-सटीक आकार देने को पूरा करता है। यह सिद्धांत लेजर कटिंग को व्यापक सामग्री अनुकूलन क्षमता और उत्कृष्ट प्रसंस्करण लचीलापन प्रदान करता है, जो इसे उच्च {{6}अंत विनिर्माण, सटीक उपकरणों और बड़े पैमाने पर अनुकूलित उत्पादन में अपूरणीय बनाता है।
