レーザー切断技術には2つのタイプがあります。1つは金属材料用のパルスレーザーで、もう1つは非金属材料用の連続レーザーです。 後者は、レーザー切断技術の重要な応用分野です。
レーザー切断機のいくつかの重要な技術は、光、機械、電気の統合技術です。 レーザー切断機では、レーザービームのパラメーター、機械の性能と精度、数値制御システムのすべてが、レーザー切断の効率と品質に直接影響します。 特に、切削精度が高い、または厚みが大きい部品の場合、次の主要な技術を習得して解決する必要があります。
フォーカス位置制御技術
レーザー切断の利点の1つは、ビームのエネルギー密度が高く、通常は10W / cm2であるということです。 エネルギー密度は面積に反比例するため、焦点スポットの直径をできるだけ小さくして、狭いスリットを作成します。 同時に、焦点の直径もレンズの焦点深度に比例します。 集束レンズの焦点深度が小さいほど、焦点径は小さくなります。 ただし、切断時に飛沫が発生し、レンズがワークピースに近すぎてレンズを損傷することはありません。 したがって、焦点距離5" 〜7.5" （127〜190mm）は、一般的な高出力CO2レーザー切断機の産業用アプリケーションで広く使用されています。 実際の焦点径は0.1〜0.4mmです。 高品質のカットの場合、有効焦点深度はレンズの直径とカットされる材料にも関係します。 たとえば、5 &クォートで炭素鋼を切断します。 レンズの場合、焦点深度は+2%以内です。 焦点距離の約5mmです。 したがって、切断する材料の表面に対する焦点の位置を制御することは非常に重要です。 切削品質や切削速度などの要素を考慮に入れると、原理はトップ6mmの金属材料であり、焦点は表面にあります。 6mm炭素鋼、焦点は表面上にあります。 6mmのステンレス鋼、焦点は表面の下にあります。 特定の寸法は実験によって決定されます。
工業生産における焦点位置を決定する簡単な方法は3つあります。
（1）印刷方法：カッティングヘッドを上から下に動かし、レーザービームをプラスチックプレートに印刷し、印刷直径が最も小さいスポットに焦点を合わせます。
（2）傾斜板方式：垂直軸に対して斜めに配置されたプラスチック板を使用して水平に引っ張り、レーザービームの最小点を焦点として見つけます。
（3）ブルースパーク法：ノズルを取り外し、空気を吹き込み、ステンレス鋼板にパルスレーザーを当て、最大のブルースパークが焦点になるまでカッティングヘッドを上から下に動かします。
フライングライトパスのカッティングマシンは、ビームの発散角により、カッティングの近端と遠端の光路長が異なり、集束前のビームサイズが異なります。 入射ビームの直径が大きいほど、焦点の直径は小さくなります。 集束前のビームサイズの変化によって引き起こされる焦点スポットサイズの変化を減らすために、国内外のレーザー切断システムのメーカーは、ユーザーが選択できるいくつかの特別なデバイスを提供しています。
（1）平行ライトパイプ。 これは一般的に使用される方法であり、ビーム拡張のためにCO2レーザーの出力端にコリメータを追加します。 ビームが拡大した後、ビームの直径が大きくなり、発散角が小さくなるため、切断作業範囲の近位端と遠位端がほぼ同じになります。
（2）可動レンズの独立した下軸をカッティングヘッドに追加します。これは、ノズルと材料の表面との間の距離を制御するZ軸からの2つの独立した部分です（スタンドオフ）。 工作機械のテーブルが移動したり、光軸が移動したりすると、ビームが近位端から遠位F軸に同時に移動するため、ビームの集束後、処理領域全体でビームスポット径が同じになります。 図2に示すように。
（3）集束レンズ（通常は金属反射集束システム）の水圧を制御します。 集束前のビームサイズが小さくなり、焦点径が大きくなると、水圧を自動制御して集束曲率を変化させ、集束径を小さくします。
（4）フライング光路切断機にxおよびy方向補正光路システムを追加します。 すなわち、切断の遠位端の光路が増加すると、補償光路は短くなる。 逆に、カッティングの近位端の光路が減少すると、補償光路が増加して、光路長を一定に保つ。
