Is creat próiseas córasach é prionsabal dearaidh gearradh léasair atá bunaithe ar thrasnú optaic, teirmidinimic agus eolaíocht ábhair. Is é an croí atá aige baint beacht agus múnlú ábhar trí idirghníomhú léas léasair ard-dlúis inrialaithe leis an ábhar. Éilíonn cur i bhfeidhm an phrionsabail seo breithniú a dhéanamh ar thrí ghné: giniúint agus tarchur léasair, meicníochtaí idirghníomhaíochta fuinnimh, agus meaitseáil paraiméadar próisis, ag cruthú slabhra iomlán loighciúil ó "foinse fuinnimh" go "toradh próiseála."
Is é giniúint léasair pointe tosaigh an dearadh. Sna feidhmeanna tionsclaíocha reatha, taispeánann léasair snáithíní, léasair CO₂, agus léasair stáit soladacha saintréithe léasa éagsúla mar gheall ar dhifríochtaí sna meáin ghnóthachain agus modhanna múchta: Úsáideann léasair snáithíní snáithíní optúla dópáilte neamhchoitianta mar mheán gnóthachain agus baintear amach ardéifeachtúlacht chomhshó snáthoptaice (suas le 30% nó níos mó), trí aschur leanúnach a bheith á chaidéalú sna leathsheoltóirí; in aice le-bhanna infridhearg (thart ar 1070nm), le buntáistí ar nós cáilíocht léasa den scoth (M² gar do 1), struchtúr dlúth, agus oibriú saor ó chothabháil; Úsáideann léasair CO₂ meascán gáis CO₂ mar mheán gnóthachain agus gineann siad léas i bhfad-bhanda infridhearg (10.6μm) trí excitation scaoilte, cé go bhfuil an éifeachtacht leictreastatach sách íseal (thart ar 10%), ach tá an ráta ionsúcháin d'ábhair neamh{-mhiotalacha níos airde agus níos airde; Úsáideann léasair stáit soladacha (amhail Nd:YAG) criostail mar mheán gnóthachain agus is féidir leo léasair ghearra bíogacha nó ultraghearr a ghiniúint, atá oiriúnach do chásanna meaisínithe micrea. Ní mór roghnú léasair a bheith bunaithe ar bhreithniú cuimsitheach ar shaintréithe ionsú an ábhair le haghaidh tonnfhad (m.sh., tá frithchaiteacht ard ag copar agus alúmanam go léasair 10.6μm CO₂, rud a fhágann go bhfuil siad níos oiriúnaí do léasair snáithíní), an tiús próiseála riachtanach, agus cruinneas. Is é seo an embodiment lárnach den prionsabal "inoiriúnaitheacht foinse fuinnimh" i ndearadh.
Tá tarchur agus díriú léasair ríthábhachtach le haghaidh seachadadh beacht fuinnimh. Is gá an t-aschur léas ón gcuas athshondach léasair a tharchur chuig an gceann próiseála trí eilimintí optúla mar scátháin imbhuailte agus scátháin fhrithchaiteacha. Ansin, coinbhéirsíonn scáthán fócasach (lionsa dronnach de ghnáth) an léas dibhéirseach isteach i láthair le trastomhas de dheichí go dtí na céadta micriméadar. Leanann an gaol idir trastomhas an spota (d), fad fócasach (f), agus trastomhas bhíoma teagmhais (D) an fhoirmle íomháithe lionsa (d≈f·θ, áit a bhfuil θ uillinn éagsúlachta an bhíoma), a chinneann an dlús fuinnimh go díreach (E=P/(πd²/4), áit a bhfuil P an chumhacht léasair) -is amhlaidh is lú an méid spota, is airde an dlús fuinnimh, is airde {6} an dlús fuinnimh a bhaint amach. gearradh. Éilíonn an dearadh an fad fócasach a roghnú bunaithe ar an limistéar próiseála agus na ceanglais bheachtais (mar thoradh ar fhaid fócasacha gearra tá láthair fócasach beag ach doimhneacht fócas éadomhain, atá oiriúnach do ghearradh cruinneas plátaí tanaí; tá doimhneacht fócas mór ag faid fócasacha fada, oiriúnach le haghaidh próiseáil chobhsaí ar phlátaí tiubh). Úsáidtear teicneolaíocht fócasach dinimiciúil (cosúil le seasamh an phointe fócasach a choigeartú go huathoibríoch ar feadh ais Z- an chinn phróiseála chun droimneachtaí dromchla an phláta a leanúint) chun maolú fuinnimh de bharr éagothroime sa phláta a chúiteamh, rud a chinntíonn aonfhoirmeacht fuinnimh sa réimse gníomhaíochta.
Cinneann an mheicníocht idirghníomhaíochta idir fuinneamh agus ábhar nádúr fisiceach an phróisis ghearradh. Nuair a ionradaíonn bhíoma léasair dromchla an ábhair, déantar fuinneamh a ionsú agus a thiontú go teas, rud a fhágann go n-ardóidh an teocht áitiúil go tapa go dtí an pointe leá nó fiú an fiuchphointe (tá leáphointe an chuid is mó de na hábhair mhiotalacha os cionn 1000 céim, agus is féidir leis an bhfiuchphointe 3000 céim a bhaint amach). Maidir le hábhair le seoltacht íseal teirmeach (cosúil le cruach dhosmálta), tá an teas comhchruinnithe sa limistéar spot, rud a chuireann ar chumas leá tapa; le haghaidh ábhair an-fhrithchaiteacha (cosúil le alúmanam agus copar), is gá an chumhacht léasair a mhéadú nó modh pulsed a úsáid (trí bhriseadh tríd an tairseach machnaimh le buaicchumhacht) chun ionsú fuinnimh a fheabhsú. Séidtear miotail leáite as an gcrann le gás cúnta (ocsaigin, nítrigin, nó aer comhbhrúite): imoibríonn ocsaigin go heisiteirmeach le hiarann (ocsaídiú), ag soláthar fuinneamh gearrtha breise atá oiriúnach do ghearradh ardluais ar ábhair atá ocsaídithe go héasca ar nós cruach carbóin; ní dhéanann nítrigin, mar ghás támh, slaig ach úsáid á baint as fuinneamh cinéiteach, seachnaíonn sé ocsaídiú agus mar thoradh air sin gearrtar ardcháilíochta, mídhaite, atá oiriúnach d'fheidhmchláir a dteastaíonn ardcháilíocht dromchla uathu, amhail cruach dhosmálta agus cóimhiotail alúmanaim. Caithfidh an dearadh a bheith ag teacht le cineál agus brú an gháis chúnaimh bunaithe ar sheoltacht theirmeach an ábhair, ar shaintoilleadh teasa, agus ar shaintréithe ocsaídiúcháin-beidh brú ró-íseal mar thoradh ar iarmhar slaig, agus d'fhéadfadh brú ró-ard nó caillteanas ábhar ró-leathan a bheith mar thoradh air. Tá gá le insamhaltaí uimhriúla (cosúil le anailís ar dhinimic sreabhach ríomhaireachtúil (CFD) ar an réimse sreabhadh gáis) chun an struchtúr nozzle agus treo an tsreafa aeir a bharrfheabhsú chun a chinntiú go mbaintear slaig éifeachtach gan cur isteach ar an gcosán optúil.
Tá dearadh comhordaithe na bparaiméadar próisis mar chroílár gearradh cobhsaí a bhaint amach. Ní mór cumhacht léasair (P), luas gearrtha (v), minicíocht cuisle (f), agus timthriall dualgas (η) a mheaitseáil: cinneann an chumhacht an t-ionchur iomlán fuinnimh in aghaidh an aonaid ama, bíonn tionchar ag luas ar fhad an fhuinnimh (fuinneamh in aghaidh an aonaid fad=E/v), agus cinneann an dá cheann le chéile an bhfuil an t-ábhar leáite / galaithe go hiomlán. I mód bíogach, rialaíonn minicíocht agus timthriall dleachta an fuinneamh bíog aonair (E_pulse=P × η/f) agus an t-eatramh bíge chun carnadh teasa de bharr téamh leanúnach a sheachaint (m.sh., le linn pláta tiubh a ghearradh, is féidir le minicíocht íseal agus timthriall arddhleachta leithead an chrios buailte a laghdú). Ba cheart go n-úsáidfeadh an dearadh algartaim dearaidh thurgnamhach nó meaisínfhoghlama orthogonal chun bunachar sonraí "paraiméadar tiús" ábhartha a bhunú. Mar shampla, le haghaidh cruach dhosmálta 3mm tiubh 304, is féidir an teaglaim paraiméadar go dtí cumhacht 1200W a bharrfheabhsú, luas 2m/nim, agus brú nítrigine 0.8MPa ard-chaighdeán a bhaint amach le trasnán garbh Ra Níos lú ná nó cothrom le 12.5μm.
Go hachomair, is sineirgíocht iltoiseach é prionsabal dearaidh gearrtha léasair de "shaintréithe foinse fuinnimh, tarchur cosán optúil, idirghníomhaíocht ábhair, agus meaitseáil paraiméadar." Go bunúsach, athraíonn sé "fuinneamh solais" teibí ina "bhfeidhm phróiseála" inrialaithe trí airíonna fisiceacha léasair agus iompar ábhar a rialú go beacht, ag baint amach i ndeireadh na dála -múnlú ardchruinneas ar chomhrianta casta. Tá éabhlóid leanúnach an phrionsabail seo (cosúil le bíoga femtosecond/picosecond i léasair ultrafast chun idirleathadh teirmeach agus barrfheabhsú paraiméadar fíor-ama a chosc ag baint úsáide as halgartaim éirimiúla) ag leathnú teorainneacha feidhmithe gearrtha léasair i gcónaí, rud a fhágann gur croí-theicneolaíocht fíor-riachtanach in ard-déantúsaíocht í.
