Ό,τι πιθανώς δεν ξέρετε για την Κοπή με Λέιζερ και θα θέλατε να μάθετε!

Μέθοδος Κοπής με Λέιζερ (Laser)- Γενικά

Το Λέιζερ είναι μονοχρωματική ενισχυμένη ακτίνα φωτός με εξαναγκασμένη εκπομπή ακτινοβολίας. Παράγεται από μία πηγή (γεννήτρια) που εκπέμπει ακτινοβολία (φως, στο υπέρυθρο φάσμα) που είναι σύμφωνη (χωρίς διαφορά φάσης), πολωμένη, μονοχρωματική (δηλαδή φως με συγκεκριμένο μήκος κύματο/χρώμα) η οποία διαδίδεται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, σχηματίζοντας στενές δέσμες. Γενικά είναι ακτινοβολία συγκεκριμένων, πολύ γειτονικών, συχνοτήτων. Παρ’ όλα αυτά, υπάρχουν και λέιζερ που εκπέμπουν πλατύ φάσμα συχνοτήτων ή πολλές διαφορετικές μεμονωμένες συχνότητες συγχρόνως.

Δεν θα μπούμε σε λεπτομέρειες του τρόπου δημιουργίας του Λέιζερ. Αρκεί ίσως να γνωρίζουμε ότι η ακτινοβολία, μετά την παραγωγή της, περνάει μέσα από σωλήνες γεμάτους με κάποιο «υλικό ενίσχυσης» και αυξάνει την ισχύ της. Ειδικοί καθρέπτες φροντίζουν ώστε το μεγαλύτερο ποσοστό της ακτινοβολίας να κάνει επανειλημμένα την ίδια διαδρομή, κερδίζοντας κάθε φορά περισσότερο σε ισχύ. Ένα μέρος της ακτινοβολίας που πηγαινοέρχεται μέσα στους σωλήνες αφήνεται να περάσει από μικρή οπή διαφάνειας που βρίσκεται στο κέντρο του κατόπτρου και δημιουργεί την τελική υψηλής ενέργειας ακτίνα λέιζερ.

Αυτή η εξαιρετικά ισχυρή ακτίνα, εστιασμένη από σύστημα κατόπτρων και φακών, και υποβοηθούμενη από την μεγάλης ταχύτητας ροή κάποιων αερίων, προσβάλλει και λιώνει το υλικό που θέλουμε να κόψουμε.

Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας Λέιζερ (Laser)
Η τεχνολογία κοπής με Λέιζερ παρουσιάζει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• Υψηλή ακρίβεια. Είναι η μοναδική τεχνολογία που επιτρέπει κοπή ή χάραξη πολύπλοκων σχημάτων
• Εξαιρετική ποιότητα κοπής
• Μικρό πλάτος ίχνους κοπής (Kerf)
• Μεγάλη ταχύτητα κοπής
• Πολύ μικρή ζώνη θερμικού φορτίου σε σύγκριση με άλλες τεχνικές Θερμικής Κοπής
• Πολύ μικρή εφαρμογή θερμότητας, και αυτή πολύ κοντά στο ίχνος κοπής, με αποτέλεσμα μικρότερη παραμόρφωση του κομμένου υλικού
• Κοπή πολλών διαφορετικών τύπων υλικών
• Κοπή και χάραξη με το ίδιο εργαλείο
• Δυνατότητα κοπής σύνθετων γεωμετρικών σχημάτων, μικρών οπών και φρεζαριστών κοπών
• Καμία επαφή ανάμεσα στο υλικό και το εργαλείο διαμόρφωσής του, επομένως εφαρμογή μηδενικών δυνάμεων στο αντικείμενο που δουλεύουμε
• Εύκολος και άμεσος έλεγχος της ισχύος του λέιζερ σε πλατύ φάσμα ((1-100%) που κάνει δυνατή την μείωση της ισχύος όταν κόβουμε απότομες και πολύ μικρές γωνίες
• Το επίστρωμα οξειδίων στην επιφάνεια κοπής, όταν κόβουμε με πυρσό λέιζερ, είναι πολύ λεπτό και εύκολα αφαιρούμενο
• Κοπή με λέιζερ με υψηλής πίεσης Άζωτο κάνει δυνατή κοπή ελεύθερη οξειδώσεων

Αρχές της Κοπής με Λέιζερ
Στην εικόνα μας ένα σχεδιάγραμμα με σύστημα παραγωγής ακτίνων Λέιζερ που αποτελείται από:

1. Πηγή Λέιζερ CO₂, όπου η διέγερση του Διοξειδίου του Άνθρακα παράγει μονοχρωματικό φως
2. Αποπολωτής
3 και 4. Τηλεσκόπιο
5. Καθρέπτες Εκτροπής Δέσμης
6. Φακός Εστίασης
7. Κεφαλή Κοπής
8. Ακροφύσιο (Μπεκ)
9. Φύλλο υλικού που μορφοποιούμε

Το σύστημα εστίασης αποτελείται είτε από φακό σεληνιούχου ψευδαργύρου ή από παραβολικό κάτοπτρο που εστιάζει την ακτίνα λέιζερ σε ένα σημείο. Στο σχήμα απεικονίζεται η περίπτωση εστίασης με φακό. Στο σημείο εστίασης επιτυγχάνεται πυκνότητα ισχύος μεγαλύτερη από 500KW/cm², ανάλογα βέβαια με την ισχύ της πηγής.

Με τον όρο Εστιακή Απόσταση εννοούμε την απόσταση ανάμεσα στην Εστία και τα οπτικά εστίασης.
Η Εστία ρυθμίζεται πάνω από την επιφάνεια του φύλλου που θα κόψουμε, επάνω σε αυτήν ή κάτω από αυτήν, μέσα στην μάζα του φύλλου που θέλουμε να κόψουμε, ανάλογα με τις απαιτήσεις του υλικού (Δείτε πιο κάτω: Θέση της Εστίας σε σχέση με τo υλικό). Η υψηλή πυκνότητα ισχύος θερμαίνει πολύ γρήγορα το υλικό, το λιώνει και μερικά ή ολικά το εξατμίζει. Το αέριο που εκτοξεύεται από το ακροφύσιο (μπεκ) απομακρύνει την τηγμένη μάζα υλικού από το αυλάκι κοπής.

Η μηχανή κινεί την κεφαλή κοπής πάνω από το φύλλο του μετάλλου σύμφωνα με το προγραμματισμένο σχέδιο, και κόβει το αντικείμενο που θέλουμε από το φύλλο του υλικού.

Μέθοδοι Κοπής με Λέιζερ
Οι μέθοδοι κοπής διαφέρουν και εξαρτώνται από το υλικό που πρέπει να κόψουμε:

A) Κοπή Τήξης (Κοπή υψηλής πίεσης)

• Το υλικό τήκεται από την ενέργεια της ακτίνας λέιζερ
• Το αέριο, σε αυτήν την περίπτωση Άζωτο σε υψηλή πίεση (10 έως 20 bar), χρησιμοποιείται να απομακρύνει το τηγμένο υλικό από το αυλάκι κοπής
• Το αέριο παράλληλα προστατεύει και τα οπτικά εστίασης από πιτσιλίσματα λιωμένου υλικού.

Αυτή η μέθοδος κοπής προστατεύει την επιφάνεια κοπής από οξείδωση και χρησιμοποιείται κυρίως για ανοξείδωτο χάλυβα, αλουμίνιο και τα κράματά τους.

B) Κοπή Οξείδωσης (κοπή με πυρσό λέιζερ)

• Το υλικό θερμαίνεται μέχρι της θερμοκρασίας ανάφλεξης
• Το αέριο, σε αυτήν την περίπτωση Οξυγόνο σε μεσαία πίεση (0,4 έως 5 bar) χρησιμοποιείται για να οξειδώσει το υλικό και να απομακρύνει τα οξείδια έξω από το αυλάκι κοπής
• Το αέριο παράλληλα προστατεύει και τα οπτικά εστίασης από πιτσιλίσματα λιωμένου υλικού
• Η εξωθερμική αντίδραση του Οξυγόνου με το υλικό παρέχει το μεγαλύτερο ποσοστό της απαιτούμενης ενέργειας για την διαδικασία κοπής. (Είναι δηλαδή καύση του υλικού, και από την θερμότητα που παράγεται από την καύση λιώνει το υλικό)

Αυτή η μέθοδος είναι η ταχύτερη από όλες και χρησιμοποιείται στην οικονομική κοπή των ανθρακούχων χαλύβων.

Παράμετροι που επηρεάζουν την Κοπή Λέιζερ

Τα παρακάτω σημεία είναι ιδιαίτερα σημαντικά για να πετύχουμε καλά αποτελέσματα κοπής:

• Η Ισχύς του Λέιζερ
• Η συχνότητα Παλμών
• Τύπος και πίεση του αερίου κοπής
• Διάμετρος και τύπος του ακροφυσίου (μπεκ)
• Απόσταση μεταξύ του μπεκ κοπής και της επιφάνειας του υλικού που κόβουμε
• Εστιακή απόσταση των Οπτικών Εστίασης
• Η θέση της Εστίας
• Η ταχύτητα κοπής
• Η επιταχύνσεις του συστήματος
• Το υλικό
• Η επιφάνεια που κόβουμε
• Το σχήμα του κομματιού που κόβουμε
• Το πάχος του φύλλου που κόβουμε
• Η στήριξη του φύλλου που κόβουμε

Η Ισχύς του Λέιζερ
Η Ισχύς του Λέιζερ πρέπει να προσαρμόζεται στον τύπο και το πάχος του αντικειμένου που δουλεύουμε. Η μείωση της ισχύος μπορεί να είναι αναγκαία για να πετύχουμε μεγάλη ακρίβεια όταν κόβουμε πολύπλοκα σχήματα ή πολύ μικρά κομμάτια. Αντιθέτως, ισχύς Λέιζερ τουλάχιστον 1000 W είναι απαραίτητη για να κόψουμε φύλλο ανθρακούχου χάλυβα παχύτερο από 8mm.

Συχνότητα των Παλμών
Όπως συμβαίνει και με την ισχύ, έτσι και η συχνότητα παλμών πρέπει να ταιριάζει με την ειδική κάθε φορά εργασία κοπής. Για παράδειγμα, συνιστάται η κοπή των μικρών σχημάτων να γίνεται με μειωμένη συχνότητα παλμών. Η συχνότητα παλμών μειώνεται όταν κάνουμε διάτρηση. Η διάτρηση μπορεί να γίνει με πλήρη ισχύ ή σιγά-σιγά χρησιμοποιώντας την «τεχνική της ράμπας» (Ramp Mode). Με αυτή την μέθοδο η ισχύς του λέιζερ αυξάνει σιγά-σιγά, διατηρείται σταθερή μέχρι να ολοκληρωθεί η διάτρηση, και μετά βαθμιαία ξαναπέφτει.

Τύπος αερίου
Ο τύπος του αερίου και οι απαιτήσεις της ποιότητας κοπής είναι παράγοντες αποφασιστικοί για τον τύπο του αερίου που θα χρησιμοποιηθεί. Εύφλεκτα υλικά, όπως το ξύλο, δεν μπορούν π.χ., να κοπούν με οξυγόνο, αφού το κομμάτι που κόβουμε θα έπιανε φωτιά. Το Οξυγόνο θα έπρεπε να χρησιμοποιείται μόνο σε μεταλλικά κομμάτια με επιφάνεια κοπής απαλλαγμένη από οξείδια. Το Οξυγόνο δημιουργεί μία λεπτή επιφάνεια οξείδωσης κατά την εξώθερμη καύση του υλικού.
Όταν κόβουμε μεταλλικά αντικείμενα με πυρσό λέιζερ (B' Μέθοδος Κοπής Κοπή Οξείδωσης), η ποιότητα του Οξυγόνου που χρησιμοποιείται είναι αποφασιστικός παράγοντας για την ποιότητα κοπής. Ίχνη υγρασίας ή αζώτου οδηγούν στην δημιουργία γρεζιού. Αυτή η μόλυνση του αερίου με ξένες ουσίες μπορεί να γίνει κατά την αντικατάσταση της φιάλης και την σύνδεση με όχι απόλυτα καθαρές φιάλες. Γι’ αυτό θα ήταν καλύτερα, όπου είναι δυνατόν, να χρησιμοποιούμε Οξυγόνο από δεξαμενή και όχι από φιάλη.
Συνιστώμενη καθαρότητα του Οξυγόνου: 99,95% (3,5)
Όταν χρησιμοποιείται οξυγόνο καθαρότητας 99,5 (2,5) η ταχύτητα κοπής μειώνεται κατά περίπου 10%.
Η ποιότητα του Αζώτου ως αερίου κοπής είναι επίσης πολύ σημαντική για την κοπή ανοξείδωτου χάλυβα με υψηλή πίεση. Ακόμα και ελάχιστα ίχνη οξυγόνου μπορούν να οδηγήσουν στον σχηματισμό ενός λεπτού στρώματος οξειδίου.

Η Πίεση του αερίου
Το πάχος του φύλλου του υλικού που δουλεύουμε πρέπει να ταιριάζει με την πίεση του αερίου. Όταν κόβουμε με πυρσό (B' μέθοδος κοπής), τα λεπτά μεταλλικά κομμάτια κόβονται με υψηλότερη πίεση αερίου απ΄ό,τι τα χοντρά. Η πίεση του αερίου πρέπει να ρυθμίζεται πολύ προσεκτικά, γιατί ακόμα και ελάχιστες αλλαγές στην πίεση του οξυγόνου επηρεάζουν την ποιότητα κοπής.
Αν η πίεση είναι πολύ χαμηλή, τα υγρά προϊόντα της οξείδωσης παραμένουν στη βάση του υλικού που κόβουμε δημιουργώντας μόνιμο γρέζι που μερικές φορές ξανακλείνει το αυλάκι κοπής. Αν η πίεση είναι υπερβολικά υψηλή οι κάτω άκρες της κοπής καίγονται και τις περισσότερες φορές η εργασία αχρηστεύεται.
Αντίθετα, με την κοπή υψηλής πίεσης τα παχύτερα αντικείμενα κόβονται με υψηλότερες πιέσεις αερίου.

Τα μπεκ κοπής και το μέγεθός τους
Η επιλογή του σωστού μπεκ για κάθε κοπή είναι πολύ σημαντική. Για παράδειγμα, στην κοπή υψηλότερης πίεσης χρησιμοποιούνται μπεκ με μεγαλύτερο στόμιο απ' ό,τι στην κανονική κοπή. Παραμορφωμένο στόμιο, π.χ. σχήματος ωοειδούς μετά από κάποια σύγκρουση, έχει το ίδιο αποτέλεσμα με μία κακά εστιασμένη έκκεντρη ακτίνα λέιζερ, δηλαδή κοπή που έχει λάθη κατευθυντικότητας.
Γενικά μπορούμε να χρησιμοποιούμε τα μπεκ που συνιστούν οι κατασκευαστές. Αν το μπεκ είναι λίγο μεγαλύτερο, η κοπή καταναλώνει περισσότερο αέριο, αλλά η ποιότητά της δεν επηρεάζεται αρνητικά σε αισθητό βαθμό.
Αν το μπεκ είναι πολύ μικρό, η κοπή δεν είναι καθαρή και τα υγρά οξείδια κολλάνε στην κάτω άκρη της επιφάνειας κοπής. Σε ακραίες περιπτώσεις η κοπή δεν ολοκληρώνεται και τα αντικείμενα παραμένουν ενωμένα με τη λαμαρίνα.

Απόσταση του Μπεκ από το φύλλο κοπής
Η απόσταση του μπεκ από την επιφάνεια του φύλλου που κόβουμε διατηρείται στην προγραμματισμένη τιμή με κάποιο σύστημα ελέγχου του ύψους χωρίς να έρχεται σε επαφή με το κομμάτι που δουλεύουμε. Η απόσταση αυτή είναι πολύ σημαντική για την ποιότητα κοπής όταν κόβουμε με λέιζερ. Κατ' αρχήν, όσο μικρότερη είναι, τόσο καλύτερα τα ποιοτικά αποτελέσματα κοπής. Όμως, για λόγους ασφαλείας των εργαλείων, μία ελάχιστη απόσταση, περίπου 0,65 mm, είναι συνετό να τηρείται. Όταν ξετρυπάμε, η απόσταση αυτή ορίζεται να είναι ίση ή μεγαλύτερη με αυτήν και εξαρτάται από το πάχος του φύλλου και τον τρόπο που κάνουμε τη διάτρηση.

Τα Οπτικά εστίασης της Ακτίνας Λέιζερ: Φακός σεληνιούχου ψευδαργύρου ή παραβολικό κάτοπτρο
Τα οπτικά εστίασης εστιάζουν την ακτίνα σε ένα μόνο σημείο περνώντας από το στόμιο του ακροφύσιου (Μπεκ). Αυτή η εστίαση γίνεται είτε με φακό σεληνιούχου ψευδαργύρου ή με παραβολικό κάτοπτρο.

1 = Ακτίνα λέιζερ
2 = Φακός εστίασης
3 = Είσοδος βοηθητικού αερίου
4 = Κεφαλή κοπής – Μπεκ
5 = Κατεύθυνση κοπής
6 = Επιφάνεια κοπής
7 = Κάθετη τομή φύλλου εργασίας
8 = Στρώμα τήξης
9 = Απομάκρυνση της τηγμένης μάζας

Ο φακός Εστίασης
Ο φακός εστίασης πρέπει να διατηρείται καθαρός. Οποιαδήποτε ρύπανσή του συμβάλλει στην αύξηση της θερμοκρασίας του, αφού απορροφάται μεγαλύτερο ποσοστό της ακτινοβολίας του λέιζερ, με αποτέλεσμα την παραμόρφωσή του. Αν συμβεί αυτό η εστία ανεβαίνει ψηλότερα.
Προσοχή: Πολύ μεγάλη ρύπανση οδηγεί στην καταστροφή του φακού.
Οποιαδήποτε παραμόρφωση του φακού έχει αποτέλεσμα να σχηματίζεται γρέζι και να αυξάνει ο βαθμός ανωμαλίας (η “αγριάδα”) στις επιφάνειες κοπής.
α. Στον ανθρακούχο χάλυβα δημιουργείται το φαινόμενο της δημιουργίας μικροκρατήρων: μέσα στη μάζα του μετάλλου δημιουργούνται σημεία τήξης και αεριοποίησης του υλικού, οπότε η ποσότητα του αεριοποιημένου υλικού “σκάει” προς τα επάνω, το υλικό που βρίσκεται δίπλα στο σημείο που δημιουργήθηκε το κενό ρέει για να το γεμίσει, και δημιουργείται μικρός κρατήρας που στερεοποιείται και παραμένει όταν η λαμαρίνα κρυώσει.

Εστιακές αποστάσεις:
Συνήθως για την κοπή χρησιμοποιούνται οπτικά συστήματα με εστιακή απόσταση 12,7 και 19 mm. Τα συστήματα με εστία στα 12,7 mm χρησιμοποιούνται για κοπή λεπτών υλικών. Για παχύτερα υλικά χρησιμοποιούνται οπτικά με εστιακή απόσταση στα 19 mm. Η μικρότερη εστιακή απόσταση στα λεπτά υλικά έχει αποτέλεσμα στενότερο αυλάκι κοπής και μεγαλύτερη συγκέντρωση ισχύος για την ίδια ισχύ της γεννήτριας λέιζερ. Σαν συνέπεια, οι ταχύτητες που μπορούμε να κόψουμε με τα οπτικά των 12,7 mm είναι ελαφρά μεγαλύτερες για το ίδιο πάχος υλικού και ισχύ της γεννήτριας. Αν κόβουμε κυρίως λεπτά υλικά, τα οπτικά με εστιακή απόσταση 12,7 mm συνιστώνται, γιατί είναι πιο οικονομικά.
Τα οπτικά των 19 mm έχουν το πλεονέκτημα του μεγαλύτερου βάθους εστίας, δηλαδή δυνατότητας για να κόβουμε μεγαλύτερα πάχη. Αυτά τα οπτικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν γενικά για μεγάλο εύρος παχών, αλλά χρησιμοποιούνται κυρίως για υλικά παχύτερα.

Η Θέση της Εστίας σε σχέση με το υλικό
Η ακριβής τοποθέτηση της εστίας είναι σημαντική προϋπόθεση για καλά αποτελέσματα κοπής. Χονδρικά ισχύουν τα παρακάτω για την κοπή οξείδωσης ανθρακούχου χάλυβα:
α) Για πάχος φύλλου μέχρι 6 mm η καλύτερη εστίαση γίνεται στην επιφάνεια του υλικού που θα κόψουμε (f=0).
β) Για πάχος φύλλου πάνω από 8 mm, η καλύτερη εστίαση γίνεται πάνω από την επιφάνεια του υλικού που θα κόψουμε (f>0).
γ) Κοπή υψηλής πίεσης ανοξείδωτου χάλυβα και αλουμινίου: Η εστία τοποθετείται μέσα στο φύλλο (f<0).
Ένας πρόχειρος κανόνας είναι να τοποθετείται περίπου στα 2/3 του πάχους του φύλλου, μέσα σε αυτό. Συνεπώς, σε κάθε αλλαγή δουλειάς με διαφορετικού πάχους φύλλο, πρέπει να αλλάζουμε την θέση της εστίας μας.

Το κεντράρισμα της δέσμης σε σχέση με το μπεκ
Ο φακός εστίασης πρέπει να ρυθμίζεται έτσι ώστε η εστιασμένη ακτίνα λέιζερ να είναι στο κέντρο του στομίου του μπεκ. Η μέγιστη επιτρεπόμενη απόκλιση από το κέντρο του μπεκ είναι της τάξης του μισού εκατοστού του χιλιοστομέτρου (0,05 mm). Η κατεύθυνση προς την οποία βρίσκεται η λάθος κεντραρισμένη δέσμη λέιζερ λέγεται “Κατεύθυνση Εκκεντρικότητας”.

1.Στόμιο Ακροφύσιου (μπεκ) 2.Δέσμη λέιζερ (laser)
To a είναι κεντραρισμένο, τα b και c δεν είναι!

Αν όλες οι άλλες ρυθμίσεις είναι σωστές αλλά η δέσμη λέιζερ δεν είναι κεντραρισμένη, έχουμε προβλήματα κατευθυντικότητας της κοπής. Αυτό σημαίνει πως η κοπή είναι πολύ καλή προς κάποια κατεύθυνση, αλλά προς τις άλλες κατευθύνσεις είναι κακή, σε ακραίες περιπτώσεις ούτε κάν ολοκληρώνεται και το αντικείμενο δεν αποσπάται από την λαμαρίνα.
Όταν κάνουμε κοπή οξείδωσης ανθρακούχου χάλυβα (Β' Μέθοδος Κοπής, βλέπε πιο πάνω) δημιουργούνται σπινθήρες στην επιφάνεια του φύλλου εάν η κοπή γίνεται αντίθετα στην “κατεύθυνση εκκεντρικότητας”.

Η Ταχύτητα Κοπής
Η ταχύτητα κοπής πρέπει να αντιστοιχεί στον τύπο και το πάχος του υλικού του αντικειμένου της δουλειάς μας. Μικρότερη ή μεγαλύτερη ταχύτητα έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση της “αγριάδας” της επιφάνειας κοπής, δημιουργία γρεζιού και μεγάλες γραμμές πάνω στην επιφάνεια κοπής, τις “γραμμές υστέρησης”, καθώς ο πυρσός φεύγει από το σημείο κοπής γρηγορότερα απ' ό,τι θα χρειαζόταν για να την ολοκληρώσει.

Επιτάχυνση
Μία από τις παραμέτρους που απασχολούσαν τους χειριστές πολύ στο παρελθόν. Οι σύγχρονοι μηχανισμοί αυτόματου ελέγχου, τα CNC, αναλαμβάνουν πλέον τον έλεγχο και ρυθμίζουν την επιτάχυνση αυτόματα, οπότε δεν μας απασχολεί πια.

Το υλικό
Οι ιδιότητες των μεταλλικών υλικών έχουν αποφασιστική επίδραση στο πόσο εύκολα μπορούμε να τα κόψουμε με λέιζερ. Η Θερμική αγωγιμότητα, η θερμοχωρητικότητα και η ανακλαστικότητα είναι τρεις από αυτές. Αυτές οφείλονται στην σύνθεση των υλικών και τις μεθόδους παραγωγής τους.

• Λαμαρίνες σιδήρου και χάλυβα:
  Οι ιδανικές για κοπή με λέιζερ λαμαρίνες χάλυβα είναι ελεύθερες εσωτερικών τάσεων και με πολύ μικρές προσμίξεις πυριτίου, φωσφόρου και άνθρακα. Τέτοιο υλικό μπορεί να κοπεί με μεγάλες ταχύτητες και με ποιότητα κοπής πολύ καλή, επιφάνεια κοπής καθαρή και χωρίς γρέζι. Εάν η λαμαρίνα έχει μεγάλες προσμίξεις άνθρακα δημιουργείται στην επιφάνεια κοπής μία επιφανειακή σκλήρυνση. Χάλυβας με μεγάλες προσμίξεις είναι δυσκολώτερο να κοπεί από χάλυβα με μικρές προσμίξεις
• Μη σιδηρούχα μέταλλα:
  Εξαιτίας της μεγάλης ανακλαστικότητας και θερμικής αγωγιμότητας, τα κράματα αλουμινίου κόβονται σε πάχος μόνο περίπου το 30% του πάχους που κόβεται ο χάλυβας. Η ποιότητα κοπής εξαρτάται από τον τύπο του κράματος. Συνήθως βλέπουμε βελτίωση όταν αυξάνει το ποσοστό των προσμίξεων.
  Ο χαλκός και ο ορείχαλκος κόβονται σε περιορισμένο βαθμό, εξαιτίας της μεγάλης ανακλαστικότητας και θερμικής αγωγιμότητάς τους. Το μέγιστο πάχος φύλλου ορείχαλκου που κόβεται είναι περίπου 2 mm και για τον χαλκό το 1 mm. Προσοχή: Οι χειριστές πρέπει να φέρουν εξοπλισμό προστασίας ενάντια στην ανακλώμενη ακτινοβολία.
  Ο χρυσός και ο άργυρος δεν μπορούν πρακτικά να κοπούν με ακτίνα λέιζερ.
• Μη μεταλλικά υλικά:
  Η συμπεριφορά των μη μεταλλικών υλικών στην κοπή από λέιζερ πρέπει να ελέγχεται ξεχωριστά σε κάθε ειδική περίπτωση.
  Γενικά μπορούμε να πούμε πως:
  • Φυσικά οργανικά υλικά όπως το δέρμα, το ξύλο, το πεπιεσμένο χαρτόνι και το χαρτί μπορούν να κοπούν με καλά αποτελέσματα, αλλά με έναν ελαφρύ αποχρωματισμό της επιφάνειας κοπής οφειλόμενο στην ενανθράκωση
  • Οργανικά συνθετικά όπως το ακρυλικό (πλεξιγκλάς/φάιμπερ γκλας), το PVC και η πολυουρεθάνη μπορούν να κοπούν με καλά αποτελέσματα αλλά πρέπει να παίρνουμε ειδικά προφυλακτικά μέτρα για την παγίδευση και απαγωγή των επικίνδυνων για την υγεία καπναερίων που παράγονται. Προσοχή: Τα συστήματα συλλογής και απαγωγής των καπναερίων που είναι σχεδιασμένα για την κοπή μετάλλων δεν επαρκούν για την κοπή οργανικών συνθετικών υλικών!
  • Ανόργανα υλικά όπως κρύσταλλο ή κεραμικά μπορούν να κοπούν αλλά πρέπει να πάρουμε ειδικές προφυλάξεις για να μην ραγίσουν από την τοπική επενέργεια θερμότητας

Η επιφάνεια του υλικού

Γυαλιστερές επιφάνειες, όπως για παράδειγμα τα φύλλα καθαρού αλουμινίου, αντανακλούν έντονα την ακτίνα λέιζερ και παρουσιάζουν, γι' αυτό το λόγο, φτωχά αποτελέσματα. Όταν κόβουμε με λέιζερ, σημάδια και δίπλες ρολαρίσματος, ή σφραγίδες και βουλιάγματα του φύλλου αντανακλούν τις ακτίνες λέιζερ και την ροή του αερίου προς τυχαίες κατευθύνσεις. Αυτό είναι πιο έντονο όταν δουλεύουμε μεγάλου πάχους λαμαρίνα και έχει ως αποτέλεσμα επιφάνειες κοπής με υπολείμματα και ταχύτητα / απόδοση της μηχανής μειωμένη.

Επικάλυψη με σπρέι και χρώμα ή πλαστικό φύλλο επηρεάζουν τα αποτελέσματα κοπής. Το ίδιο και η μη αποξειδωμένη (όχι πικλαρισμένη) επιφάνεια φύλλων λαμαρίνας θερμής έλασης. Αυτό γιατί τα σωματίδια των οξειδίων, διαφόρων μεγεθών, που καλύπτουν τη λαμαρίνα δεν επιτρέπουν στην ακτίνα να προσβάλει κατ' ευθείαν την επιφάνεια. Το αέριο κοπής που περιβάλλει την ακτίνα υφίσταται και αυτό περίθλαση και απομακρύνεται προς διάφορες κατευθύνσεις.

Υπολείμματα κόκκων άμμου σε επιφάνειες που έχουν καθαριστεί με αμμοβολή εμποδίζουν την ακτίνα λέιζερ και το ανώμαλο πυραμιδοειδές σχήμα τους διαχέει το αέριο κοπής προς όλες τις κατευθύνσεις. Επιπρόσθετα, η άμμος περιέχει πυρίτιο που προκαλεί, και αυτό, προβλήματα όταν κόβουμε με λέιζερ. Η ανώμαλη επιφάνεια των ελασμάτων που έχουν δουλευτεί με κάποια τεχνική λείανσης μπορεί επίσης να δυσκολέψει την ανεμπόδιστη ροή του αερίου προς αυτήν. Μικρές στερεοποιημένες σφαίρες από πιτσιλίσματα λιωμένου υλικού κατά τη διαδικασία ξετρυπήματος έχουν την τάση να κολλάνε στην αμμοβολημένη ή αλλιώς κατεργασμένη επιφάνεια του ελάσματος και να προκαλούν ανωμαλίες στη διαδικασία κοπής ή, αν είναι λίγο μεγαλύτερα, όταν το μπεκ έρχεται σε επαφή μαζί τους και η διαδικασία "κρασάρει".

Αντίθετα, το λεπτό προστατευτικό στρώμα λαδιού που συχνά υπάρχει στη λαμαρίνα δεν εμποδίζει τη διαδικασία κοπής. Η επίστρωση με λάδι έχει θετικά αποτελέσματα κατά τη διαδικασία της διάτρησης με το 100% της ισχύος του λέιζερ, γιατί μειώνεται σημαντικά η συγκέντρωση πάνω στο φύλλο των πιτσιλισμάτων του υλικού.

Ανοξείδωτος χάλυβας πάχους μέχρι 3,2 mm με επικάλυψη πλαστικής μεμβράνης μπορεί να κοπεί χωρίς γρέζι με την μέθοδο της κοπής υψηλής πίεσης. Οι προϋποθέσεις είναι:

• Η μεμβράνη να είναι στην επάνω επιφάνεια του ελάσματος
• Να είναι αυτοκόλλητη μεμβράνη πολυαιθυλενίου πάχους 100 μm

Προσοχή: Όταν κόβουμε υλικό με επικάλυψη πλαστικής μεμβράνης, παράγονται επικίνδυνα καπναέρια και πρέπει να εξασφαλιστεί τρόπος ικανής απαγωγής τους.

Το γαλβανισμένος χάλυβας μπορεί να κοπεί χωρίς γρέζι μέχρι πάχους 3,2 mm ακολουθώντας την μέθοδο Υψηλής Πίεσης. Οι προϋποθέσεις είναι:

• το στρώμα του γαλβανιού να έχει αποτεθεί ηλεκτρολυτικά
• πάχος στρώματος 60 g/m² = περίπου 8 μm

Το σχήμα του αντικειμένου που δουλεύουμε
Μερικά σχήματα που δουλεύουμε, όπως μερικά με λεπτές γέφυρες, απότομες γωνίες ή μικρές οπές (όταν η διάμετρος είναι μικρότερη από το πάχος του φύλλου) μερικές φορές παρουσιάζουν προβλήματα κατά την επεξεργασία τους. Τέτοια γεωμετρικά προφίλ κόβονται με μειωμένες τιμές κάποιων παραμέτρων:

• Μειωμένη ισχύς του λέιζερ
• Μειωμένη ταχύτητα κοπής
• Μειωμένη συχνότητα παλμών

διαφορετικά υπάρχει κίνδυνος να δημιουργηθεί υπερθέρμανση στο αντικείμενο που κόβουμε και τμήματα του σχεδίου του να καούν.

Πάχος Υλικού
Όσο μεγαλώνει το πάχος του υλικού, τόσο μεγαλώνουν οι ανωμαλίες στην επιφάνεια κοπής μεταλλικών αντικειμένων και τόσο μεγαλύτερη είναι η απαιτούμενη ισχύς του λέιζερ. Όσο μεγαλώνει το πάχος του υλικού οι ταχύτητες κοπής, με την ίδια ισχύ της γεννήτριας λέιζερ, μειώνονται σημαντικά.

Σύστημα στήριξης της λαμαρίνας ή του φύλλου του υλικού
Όταν κόβουμε με την μέθοδο Υψηλής Πίεσης, μπορεί να διακοπεί η διαδικασία κοπής όταν κόβουμε πάνω από τις δοκούς στήριξης του φύλλου που δουλεύουμε. Τη στιγμή που ο πυρσός περνάει από σημεία που στηρίζεται το φύλλο μπορεί να δημιουργηθούν μικρές αυλακώσεις σε μερικά σημεία στην κάτω επιφάνεια κοπής (δείτε την φωτογραφία δεξιά σε κοπή ακρυλικού (πλέξιγκλας). Η κοπή μπορεί να προχωρήσει και στα στηρίγματα του φύλλου εργασίας, και λιωμένo υλικό από τα υποστηρίγματα μπορεί να κολλήσει στο κάτω μέρος του αντικειμένου που κόβουμε.