Günümüzde birçok malzemenin kesiminde kullanılan lazer kesim, hızı ve yüksek doğruluğu ile avantajlı bir süreçtir. Enerji kaynakları arasında en hızlı ve en modern olanı lazer ışınlarıdır. "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Lazer" yani kısaca lazer; harici pompa kaynağı, aktif lazer aracı ve rezonatör bileşenlerinden oluşur. Lazer kesim süreci nasıl işler ve hangi malzemeler için kullanılır şimdi bunları açıklayalım.

Lazer Kesim Prosedürü

Lazer ışını kesimi yapılacak malzemenin yüzeyine vurduğu andan itibaren yüzey hızlı bir şekilde ısınmaya başlar. Isınma o kadar hızlı olur ki, malzeme erir veya tamamen buharlaşır. Lazer ışınının malzemeye işlediği andan itibaren kesim başlamış demektir. Kullanılan lazer sistemi malzeme geometrisini takip ederek malzemeyi istenilen şekilde ayırır.

Lazer pompa kaynağı harici enerjiyi ilk olarak lazere yönlendirir. Lazer aracı bir gaz karışımı, kristal bir gövde ve ya da cam fiberlerden oluşur. Lazer aracına enerji gönderildiğinde lazer aracı radyasyon şeklinde enerji yayar. Aktif bir lazer aracı ve lazer ışığı, malzeme kesim ve işleme başta olmak üzere birçok alanda kullanılır.

Malzeme yüzeyine çarpan lazer ışığı malzeme tarafından absorbe edilir ve malzeme ısınır. Ortaya çıkan bu ısı malzemeyi buharlaştırabilir veya malzemenin işlenmesine olanak sağlar.Kesim işleminin kalitesinde çentik genişliği, malzeme kenar yüzey pürüzlüğü, cüruf miktarı, tolerans kontrolü ve düzlemsellik gibi parametreler önemlidir.

Lazer Kesim Süreci

Lazer ışını kesim yapılacak malzeme üzerine dik gelecek şekilde odaklanır. Lazer odak merceği ve kesilecek malzeme arasında yer alan kesme başlığından yardımcı gaz verilerek kesme işlemi gerçekleşir. Lazer ışığı ve yardımcı gaz, odaklanan bölgedeki kısmı eriterek kesme işlemini gerçekleştirir. Kesim sırasında oluşan ısı nedeni ile kesilecek malzeme eriyik hale gelir. Bu ergimeye lazerle kesim denilmektedir. Lazer ışığı, kesim işlemi sırasında ısı kaynağı vazifesi görür.

Malzeme kalınlığı arttıkça lazer ışığının malzeme üzerine yaptığı açı dikliğini kaybederek hafif eğimli hale gelir. Kesim sonrası oluşan cüruf ve yüzey pürüzlüğü malzeme yapısı ve kesim parametreleri ile doğru orantılıdır. Lazerin gücü, odak konumu ve yardımcı gaz basıncı süprüntü yüksekliğini etkileyen parametrelerdir.

Lazer kesim malzemenin ergitilmesi ile gerçekleşir. Lazer ışığı ve malzemenin ilk temasında ön ısınma oluşur. Isınma malzeme içine doğru ilerler ve malzemenin üst kısmında erime meydana gelir. Eriyen kısımlar malzemenin akışkan hale gelmesini ve ayrılmasını sağlar.

Kesim Sürecinde Lazer Avantajı

 * Kesim sürecinde lazer kullanmanın birçok avantajı bulunuyor.

 * Her çeşit organik ve inorganik malzeme lazerle kusursuz bir şekilde kesilebilir.

 * Lazer kesim sonrası herhangi bir işleme gerek kalmaz.

 * Herhangi bir geometrik şekildeki malzeme yüksek doğrulukta kesilir.

 * Lazer kesim makineleri kullanım sonrası aşınma ya da körelme yaşamaz. Malzeme kafası körleşmediğinden uzun vadede tasarruf sağlanır.

 * Malzemelerin en verimli şekilde kullanılmasını sağlar.

 * Fire oranlarının minimum düzeyde olması maliyetleri düşürür.

 * Kesim temas olmadan yapıldığından montaja hazır çiziksiz bir ürün elde edilir.

 * Kesilen panelde veya yüzeyde çapak ve ısı kaynaklı pürüzler olmaz.

 * Çalışması kolay, maliyeti düşüktür.

 * Malzemede kesim sırasında ezilme ve çarpılma oluşmaz.

 * Tasarım olarak çok daha esnek bir çalışma imkanı sunar.

Karbon çelik lazer kesiminde oksijen yardımcı gaz olarak kullanılır. Demirle reaksiyona giren oksijen, erime gücünü iki katına çıkararak verimi arttırır. Böylece eriyen malzeme daha kolay bir şekilde ayrılır.

Paslanmaz çelikte yardımcı gaz olarak oksijen veya azot kullanılır. Oksijen, kesim kenarlarında oksit tabakasına neden olur. Azot kullanılması durumunda ise oksit tabakası oluşumu engellenir.