El tall per làser és una tecnologia de processament tèrmic basada en la separació precisa aconseguida mitjançant la interacció d'un raig làser d'alta{0}}energia i materials. El seu principi bàsic rau en la conversió controlada de l'energia de llum i calor, fent que el material localitzat de la peça de treball es fongui, vaporitzi o arribi ràpidament al seu punt d'ignició. Amb l'ajuda d'un flux de gas auxiliar, s'elimina el material fos o vaporitzat, formant així un tall continu i net. Aquesta tecnologia integra coneixements de diverses disciplines, com ara l'òptica, la termodinàmica, la ciència dels materials i el control automàtic, permetent un tall d'alta-precisió i alta-velocitat de materials metàl·lics i no-.
La generació làser s'origina a partir del principi d'emissió estimulada. En un làser, el medi de treball (com la fibra òptica, el gas CO₂ o el cristall sòlid) experimenta una inversió de població sota l'excitació d'una font de bomba, formant una regió de guany. Quan els fotons es propaguen cap endavant i cap enrere dins de la cavitat ressonant i indueixen l'emissió de més fotons de la mateixa freqüència, fase i direcció, es genera un feix làser d'alta-lluminositat, altament direccional i altament coherent. Després de ser modelat i enfocat per un sistema òptic, el feix làser es pot comprimir en un punt extremadament fi amb un diàmetre de desenes a centenars de micròmetres, creant així una densitat d'energia extremadament alta a la superfície de la peça.
Durant el procés de tall, el raig làser enfocat es projecta verticalment o obliquament sobre la superfície del material. L'energia lumínica es converteix ràpidament en energia tèrmica, fent que la temperatura de la zona afectada augmenti fins al punt de fusió o fins i tot el punt d'ebullició del material en molt poc temps. En aquestes condicions, el material metàl·lic es fon o es vaporitza, i alguns materials també experimenten reaccions químiques amb el gas auxiliar (com l'oxidació exotèrmica de l'acer al carboni en una atmosfera d'oxigen), millorant encara més l'entrada d'energia. El gas auxiliar (normalment oxigen, nitrogen o aire comprimit) s'expulsa a gran velocitat a través d'un filtre coaxial. Això serveix per a dues finalitats: en primer lloc, expulsa el material fos o vaporitzat del tall, evitant que l'escòria es torni a condensar en el tall; en segon lloc, proporciona energia química addicional en un entorn de gas oxidant, augmentant la velocitat de tall.
La qualitat i l'eficiència de tall depenen de la concordança coordinada de la potència del làser, la qualitat del feix, la posició del punt focal, la velocitat de tall i el tipus i pressió del gas d'ajuda. La potència determina l'entrada d'energia total per unitat de temps, mentre que la velocitat afecta la durada de la interacció energètica amb el material; tots dos controlen conjuntament l'entrada de calor al tall. La posició del punt focal influeix en la mida del punt i la distribució de la densitat d'energia, determinant així la penetració del tall i la morfologia-de la secció transversal. L'impuls del gas auxiliar elimina l'escòria i forma una atmosfera protectora, evitant l'oxidació, la decoloració o la contaminació per talls.
Tot el processament està controlat amb precisió per un sistema CNC, que controla amb precisió la trajectòria del capçal làser i els paràmetres de procés, aconseguint un seguiment d'alta-precisió de contorns complexos bi-dimensionals o tri-. Els equips moderns de tall per làser també poden incorporar sensors per controlar el desplaçament del punt focal, les fluctuacions de potència i els canvis de pressió del gas en temps real, utilitzant un control de bucle tancat-per a la correcció oportuna i garantir la coherència en el processament per lots.
En resum, el principi de funcionament del tall per làser es basa en un raig làser d'alta{0}}energia-densitat com a força motriu principal. Mitjançant l'acoblament multi-camp de llum, calor i força, aconsegueix una eliminació ràpida i localitzada del material i completa un modelat d'alta-precisió sota un control intel·ligent. Aquest principi dota al tall per làser d'una àmplia adaptabilitat del material i una excel·lent flexibilitat de processament, cosa que el fa insubstituïble en la fabricació d'alta-fabricació, instruments de precisió i producció personalitzada a gran-escala.
