ישנם שני סוגים של טכנולוגיית חיתוך בלייזר: הראשון הוא לייזר פועם לחומרי מתכת, והשני הוא לייזר רציף לחומרים שאינם מתכת. האחרון הוא תחום יישומים חשוב של טכנולוגיית חיתוך בלייזר.
מספר טכנולוגיות מפתח של מכונת חיתוך לייזר הן טכנולוגיה משולבת של אור, מכונה וחשמל. במכונת חיתוך הלייזר, הפרמטרים של קרן הלייזר, הביצועים והדיוק של המכונה ומערכת הבקרה המספרית משפיעים ישירות על יעילות ואיכות חיתוך הלייזר. במיוחד עבור חלקים בעלי דיוק חיתוך גבוה או עובי גדול, יש לשלוט ולפתור את הטכנולוגיות העיקריות הבאות:
מיקוד טכנולוגיית בקרת מיקום
אחד היתרונות של חיתוך בלייזר הוא צפיפות האנרגיה הגבוהה של הקורה, בדרך כלל 10W/cm2. מכיוון שצפיפות האנרגיה היא ביחס הפוך לאזור, קוטר נקודת המוקד קטן ככל האפשר כדי ליצור חריץ צר; במקביל, קוטר נקודת המוקד הוא גם ביחס לעומק המוקד של העדשה. ככל שעומק המוקד של עדשת המיקוד קטן יותר, כך קוטר נקודת המוקד קטן יותר. עם זאת, יש חתיכות בחיתוך, והעדשה קרובה מדי לחומר העבודה כדי לפגוע בעדשה. לכן, אורך המוקד של 5" ~ 7.5" (127 ~ 190 מ"מ) נמצא בשימוש נרחב בכלל יישומים תעשייתיים לחיתוך לייזר CO2 בעוצמה גבוהה. קוטר נקודת המוקד בפועל הוא בין 0.1 ~ 0.4 מ"מ. לחיתוך איכותי, עומק המוקד האפקטיבי קשור גם לקוטר העדשה ולחומר החיתוך. לדוגמה, חיתוך פלדת פחמן עם ציטוט של 5 &; עדשה, עומק המוקד נמצא בתוך +2 % של אורך המוקד, שהוא בערך 5 מ"מ. לכן, חשוב מאוד לשלוט על המיקום של המוקד ביחס לפני השטח של החומר שיש לחתוך. בהתחשב בגורמים כגון איכות חיתוך ומהירות חיתוך, העיקרון הוא חומר המתכת העליון 6 מ"מ, המיקוד הוא על פני השטח; פלדת הפחמן 6 מ"מ, המיקוד הוא מעל פני השטח; הנירוסטה 6 מ"מ, המיקוד נמצא מתחת לפני השטח. הממדים הספציפיים נקבעים על ידי ניסויים.
ישנן שלוש דרכים קלות לקבוע את המיקום המוקד בייצור התעשייתי:
(1) שיטת הדפסה: ראש החיתוך מועבר מלמעלה למטה, וקרן הלייזר מודפסת על צלחת הפלסטיק, והנקודה עם קוטר ההדפסה הקטן ביותר היא המוקד.
(2) שיטת צלחת נטויה: השתמש בלוח פלסטיק הממוקם באלכסון בזווית לציר האנכי כדי למשוך אותו אופקית כדי למצוא את הנקודה הקטנה ביותר של קרן הלייזר כמוקד.
(3) שיטת הניצוץ הכחול: הסר את הזרבובית, נושף באוויר, פגע בלייזר הדופק על צלחת הנירוסטה, גרמו לראש החיתוך לנוע מלמעלה למטה, עד שהניצוץ הכחול הגדול ביותר הוא המוקד.
עבור מכונת החיתוך של נתיב האור המעופף, בשל זווית ההתפלגות של הקורה, אורך הנתיב האופטי של הקצה הקרוב והקצה הרחוק של החיתוך שונה, וגודל הקרן לפני המיקוד שונה. ככל שקוטר הקורה של האירוע גדול יותר, כך קוטר הנקודה המוקד קטן יותר. על מנת להקטין את השינוי בגודל הנקודה המוקד הנגרמת על ידי שינוי גודל הקרן לפני ההתמקדות, יצרני מערכות חיתוך הלייזר בבית ומחוצה לה מספקות מספר מכשירים מיוחדים לבחירת המשתמשים:
(1) צינור אור מקביל. זוהי שיטה נפוצה, שהיא הוספת קולימטור לקצה הפלט של לייזר CO2 להרחבת הקרן. לאחר שהקרן מתרחבת, קוטר הקורה הופך להיות גדול יותר וזווית ההתפצלות קטנה יותר, כך שהקצוות הפרוקסימליים והמרחקים של טווח עבודת החיתוך גודל הקורה לפני המיקוד כמעט זהה.
(2) הוסיפו ציר תחתון עצמאי של העדשה הנעת לראש החיתוך, שהוא שני חלקים עצמאיים מציר ה- Z השולט על המרחק בין הזרבובית לבין פני החומר (סטנד). כאשר שולחן כלי המכונה נע או שהציר האופטי נע, הקורה נעה מהקצה הפרוקסימלי לציר ה- F הדיסטלי בו זמנית, כך שקוטר נקודת הקורה נשאר זהה בכל אזור העיבוד לאחר מיקוד הקורה. כפי שמוצג באיור 2.
(3) לשלוט בלחץ המים של עדשת המיקוד (בדרך כלל מערכת מיקוד רפלקטיבית ממתכת). אם גודל הקרן לפני המיקוד הופך להיות קטן יותר וקוטר נקודת המוקד הופך להיות גדול יותר, לחץ המים נשלט באופן אוטומטי כדי לשנות את עקמומיות המיקוד כדי להקטין את קוטר נקודת המוקד.
(4) הוסף מערכת נתיב אופטי של x ו- y במכונת חיתוך הנתיב האופטי. כלומר, כאשר המסלול האופטי בקצה הדיסטלי של החיתוך גדל, הנתיב האופטי של הפיצוי מתקצר; להיפך, כאשר הנתיב האופטי בקצה הפרוקסימלי של החיתוך יורד, נתיב האופטי לפיצוי גדל כדי לשמור על אורך הנתיב האופטי עקבי.
