Laserleikkaus (teollisuus)

Laserleikkaus on teollisuudessa työstömenetelmä,  jossa ainetta leikataan lasersäteellä. Laserleikkaukselle ominaista on tarkka ja siisti leikkausjälki. Metallien lisäksi sitä voidaan käyttää myös muovin, kartongin, paperin jne. leikkaamiseen. Yleisimmin laserleikkausta käytetään levymäisten osien leikkaamiseen.

Laserleikkauksessa lasersäde kohdistetaan linssillä polttopisteeksi leikattavaan materiaaliin. Energiatiheys laserilla leikattaessa on 1-10 MW/cm². Polttopiste kuumenee niin kuumaksi, että työstettävä materiaali sulaa, palaa tai suurta energiatiheyttä käytettäessä höyrystyy. Sulattavassa laserleikkauksesa sula materiaali puhalletaan pois leikkauskaasulla eli inerttikaasulla. Polttolaserleikkausta käytetään yleensä normaaliteräksen leikkaamiseen ja siinä terästä kuumennetaan lasersäteellä ja materiaalin sulamista edistetään prosessikaasulla joko hapella tai typellä materiaalista ja tavoitellusta leikkuujäljestä riippuen. Myös muitakin yleisiä teräsmateriaaleja kuten RST:tä ja alumiinia voidaan leikata. 

Kun leikkauskaasuna käytetään happea, sula teräs palaa eksotermisella reaktiolla ja kuumentaa lisää materiaalia ympäriltään. Leikkaus käy nopeasti ja leikkurilla voidaan leikata jopa 20 mm paksua terästä.

Typpileikkauksessa puhalletaan sula metalli suurella paineella pois, jolloin leikkauspinnasta tulee erittäin siisti ja siihen ei ehdi muodostua oksidikerrosta. Typellä leikataan tavallisemmin RST-teräsmateriaaleja. Sen avulla voidaan leikata myös muita aineita kuten muoveja ja jopa puuta.

Laserleikkauksessa käytetään tavallisimmin CO2-laseria. Näiden lisäksi suuritehoiset Nd:YAG-laserit ovat kasvattaneet asemiaan helpomman säteen kuljetuksen ansiosta sekä joidenkin erikoismateriaalien kuten uushopean ja kuparin leikkaamisessa. Uudempi tekniikka on kuitulaser, jossa lasersäde kuljetetaan valokaapelilla leikkauspäähän. 

Leikkauslaitteiston lasertykki tuottaa toimiessaan runsaasti lämpöenergiaa ympärilleen, mikä voi vaurioittaa lasertykkiä. Siksi siinä käytetään usein vesijäähdytystä, jota tehostetaan ulkopuolisella jäähdytinlaitteella. Laitteesta poistuvaa hukkalämpöä voidaan hyötykäyttää keskuslämmitysjärjestelmässä.

Katso myös
Vesileikkaus

Lähteet

Aiheesta muualla

Teräksen laserleikkausta  (englanninkielinen sivu, paljon kuvia)

Leikkaaminen