En laser är en starkt koncentrerad ljusstråle vid en enda våglängd. Vid varje ljusvåglängd absorberar, reflekterar och överför olika material ljuset i olika mängd.
Laserstrålen är en kolumn av ljus med mycket hög intensitet, med en enda våglängd eller färg. I fallet med en typisk CO2 laser, den våglängden är i den infraröda delen av ljusspektrumet, så den är osynlig för det mänskliga ögat. Strålen är bara cirka 3/4 av en tum i diameter när den färdas från laserresonatorn, som skapar strålen, genom laserskärarens strålbana. Den kan studsas i olika riktningar av ett antal speglar, eller "beam benders", innan den slutligen fokuseras på plattan. Den fokuserade laserstrålen går genom hålet i ett munstycke precis innan den träffar plattan. Genom munstyckshålet strömmar också en komprimerad gas, såsom syre eller kväve.
Den höga effekttätheten resulterar i snabb uppvärmning, smältning och partiell eller fullständig förångning av materialet. Vid skärning av mjukt stål är värmen från laserstrålen tillräcklig för att starta en typisk "oxy-fuel"-förbränningsprocess, och laserskärgasen kommer att vara rent syre, precis som en oxy-fuel-brännare. Vid skärning av rostfritt stål eller aluminium smälter laserstrålen helt enkelt materialet och högtryckskväve används för att blåsa ut den smälta metallen ur skäret.
På en laserskäranläggningen, förflyttas laserskärhuvudet över metallplattan i form av den önskade delen, varigenom delen skärs ut ur plattan. Ett kapacitivt h8-styrsystem håller ett mycket exakt avstånd mellan munstyckets ände och plåten som skärs. Detta avstånd är viktigt, eftersom det bestämmer var brännpunkten är i förhållande till plattans yta. Skärkvaliteten kan påverkas genom att höja eller sänka brännpunkten från precis ovanför plattans yta, vid ytan eller strax under ytan.
En laserskärningsmaskin arbetar genom att fokusera en laserstråle på ett stycke material. Laserljuset är så kraftfullt att när det fokuseras höjer det temperaturen på materialet som ska skäras tillräckligt högt för att smälta eller förånga materialet, i det lilla området som strålen fokuseras. Ofta används en hjälpgas för att hjälpa till att trycka det smälta materialet från det skurna området. Detta gäller särskilt för skärning av metaller eller tjocka skivor av material som plywood.
För att skära former flyttas laserhuvudet med hjälp av någon form av portal för att placera strålen över nytt material, vilket gör att en linje skärs i stället för ett litet nålhål. Typerna av rörelsesystem inkluderar kuggstång, kulskruvar och linjärmotorer. Linjärmotorer är dyrast, men är snabbast och mest exakta. Kuggstång ger nästan samma hastighet och precision, men till ett lägre pris. Vissa små hobbylasrar kan också använda kamrem och stegmotorer för att flytta sitt laserhuvud. I alla fall bidrar ett system med servar och kodarfeedback avsevärt till noggrannheten av laserskärningssystem, liksom en stel ram, isolerad från vibrationer.
För en laserskärningsoperation är det viktigt att välja en våglängd som är mycket absorberande i materialet du tänker skära.
Eftersom laserenergin riktas mot materialytan, absorberar materialet så mycket energi att det snabbt värms förbi sin smälttemperatur och upp till sin nedbrytningstemperatur.
Vid nedbrytningstemperaturen bryts materialet ner och sönderfaller. Ofta frigörs rök eller ångor när detta händer.
Kanten på snittet kan värmas till en lägre nivå och faktiskt smälta och reformeras. Detta kan faktiskt användas som en sorts tätningsmekanism som är användbar för till exempel fibermaterial för att förhindra gängning.
När laserskäraren arbetar kan det vara en bra idé att vinkla lasern så att rök från skärprocessen inte samlas som sot på laseroptiken. Vid skärning (eller svetsning) är det dessutom viktigt att förhindra att laserstrålen reflekteras från ytan och tillbaka in i laseroptiken, vilket kan skada dem.
