由于摻釹釔鋁石榴石激光波長較短,與CO2激光相比有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。摻釹釔鋁石榴石激光可以聚焦到比CO2激光更小的光斑。這意味著可以完成更精細(xì)、更詳細(xì)的工作。摻釹釔鋁石榴石激光不易被金屬表面反射。正因?yàn)槿绱?,摻釹釔鋁石榴石激光切割適用于高反射金屬,如銀。摻釹釔鋁石榴石光能穿透玻璃,這意味著高質(zhì)量的玻璃透鏡可以用來將光束聚焦到最小光斑大小。此外,石英光纖可以用來攜帶光束相對(duì)較長的距離到工件。
這導(dǎo)致了摻釹釔鋁石榴石激光切割,在激光切割加工生產(chǎn)線上的廣泛使用,而汽車生產(chǎn)線上的可用空間非常有限。如使用光纖,則平均功率超過100瓦時(shí),摻釹釔鋁石榴石激光會(huì)聚至極小光斑的能力可能會(huì)喪失。通過光纖傳輸后的聚焦光斑大小,可能大于CO2激光光斑。波長較短的摻釹釔鋁石榴石激光也有一個(gè)主要缺點(diǎn),熔融切割。大多數(shù)有機(jī)材料,如塑料、皮革、天然橡膠等,摻釹釔鋁石榴石激光是透明的。因此它們不能被摻釹釔鋁石榴石激光切割。如果激光功率低或聚焦光斑大,光就會(huì)穿過材料,而不是加熱到足夠的溫度來切割它。如果激光束的強(qiáng)度增加,通過增加功率或減小光斑大小,材料會(huì)產(chǎn)生局部爆炸,從而產(chǎn)生撕裂或裂孔。無機(jī)非金屬,如陶瓷、玻璃、碳等的情況,相當(dāng)復(fù)雜。
CO2激光切割可以用來切割這些材料的很大一部分,但是摻釹釔鋁石榴石切割又一次遇到了材料透明性的問題。這兩種激光的一個(gè)成功案例是用于陶瓷基板的輪廓。在某些情況下,用來著色或硬化塑料的無機(jī)填料,可以使其適用于摻釹釔鋁石榴石切割。然而,通常情況下,聚合物的切割只能用CO2激光切割進(jìn)行。在這種情況下,聚焦激光束熔化工件,在切割氣體射流的機(jī)械作用下,熔體從切口底部噴射出來。以這種方式切割的材料包括大多數(shù)可以熔化的材料,即金屬和熱塑性材料。要成功地激光切割這些材料,需要仔細(xì)選擇切割氣體類型和壓力??傊?,摻釹釔鋁石榴石激光切割可以用來切割精細(xì)的細(xì)節(jié),也可以與光纖一起使用,特別適合切割高反射率的合金,但不能切割許多非金屬。
切割氣體類型的選擇取決于被切割材料的反應(yīng)性質(zhì),即熔融的熱塑性,塑料不與氮或氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此壓縮空氣可用作切割氣體。另一方面,CO2激光切割通常是一條成本較低的生產(chǎn)路線,因此在一般工程用途上受到青睞。CO2激光切割的優(yōu)點(diǎn)是可以切割更廣泛的材料,從金屬到聚合物和木材,熔化的不銹鋼板與氧反應(yīng),但不與氮反應(yīng),因此在這種情況下使用氮。
熔融的鈦與氧或氮反應(yīng),所以氬被用作切割氣體。所用氣體的壓力也取決于被切割的材料,即從切割區(qū)域去除熔融聚合物,不需要高壓氣體噴射,另一方面,熔化的不銹鋼板需要更多的機(jī)械推力,才能將其從切割區(qū)移出,因此所用的供應(yīng)壓力,將隨著鋼材厚度的增加而增加。化學(xué)降解切割熱固性塑料和木制品,不受熔體切割機(jī)理的切割,原因很簡單,即它們不能熔化。