Szublimálás vagy párologtatás
A szublimáció egyfajta fázisváltozás szilárd halmazállapotból gáz halmazállapotúvá, közbenső folyadékfázis nélkül. Ez ugyanaz a folyamat, amikor a szárazjég gőzzé válik anélkül, hogy folyadékká válna. Az anyag gyorsan elnyeli az energiát, amelyben nincs esély az olvadásra. Ugyanezt az elvet alkalmazzák a lézeres vágásnál is, ahol viszonylag rövid időn belül nagy mennyiségű energia kerül az anyagba, ami az anyag közvetlen fázisváltozását okozza szilárd halmazállapotból gáz halmazállapotúvá, a lehető legkevesebb olvadással.
A vágás egy kezdeti kulcslyuk vagy vágás létrehozásával kezdődik. A bevágásban nagyobb a nedvszívó képesség, ami az anyag gyorsabb elpárologtatását okozza. Ez a hirtelen párolgás nagy nyomású anyaggőzt hoz létre, amely tovább erodálja a vágás falait, miközben az anyagokat kilöki a vágásból. Ez mélyíti és megnöveli az elkészített lyukat vagy vágást.
Ez az eljárás műanyagok, textíliák, fa, papír és hab vágására alkalmas, aminek elpárologtatása csak kis mennyiségű energiát igényel.
Olvasztó
A szublimációhoz képest az olvasztás kevesebb energiát igényel. A szükséges energia körülbelül egytizede a szublimáló lézervágásoknak. Ebben a folyamatban a lézersugár felmelegíti az anyagot, ami megolvad. Ahogy az anyag megolvad, a koaxiális fúvókából a lézersugárral kilépő gázsugár kiszorítja az anyagot a vágásból. A segédgázok inert vagy nem reagáló gázok (pl. hélium, argon és nitrogén), amelyek csak a mechanikai úton történő vágást segítik elő.
Alacsony energiaigénye miatt nem oxidáló vagy aktív fémek, például rozsdamentes acél, titán és alumíniumötvözetek vágására használják.
Reaktív lézeres vágás
Ebben a folyamatban egy reaktív gázt használnak fel több hő előállítására az anyaggal reagálva. A folyamat az anyag lézersugárral történő megolvasztásával kezdődik. Ahogy az anyag megolvad, oxigéngáz áramlik ki a koaxiális fúvókából, és reagál az olvadt fémmel. A fém és az oxigén közötti reakció exoterm folyamat, ami azt jelenti, hogy hő szabadul fel. Ez a hő segíti az anyag megolvadását, ami az anyag vágásához szükséges teljes energia körülbelül 60%-a. Az olvadt fém-oxidokat az oxigénsugár nyomása kilöki.
A lézersugár által igényelt alacsonyabb energia mellett a reaktív gázokkal történő vágási sebesség gyorsabb, mint az inert gázokkal végzett lézervágás. Mivel azonban ez a folyamat kémiai reakción alapul, az olvadt fém-oxid, amelyet az oxigénsugár nem bocsát ki, a vágás széle mentén képződik. Ez gyenge minőségű vágásokat eredményez, mint az inert gázok használata.
Ezt az eljárást vastag szénacélok, titán acélok és más könnyen oxidálódó fémek vágására használják.
Termikus stressztörés
Ez a folyamat egy kis bevágást tartalmaz az anyag vastagságának körülbelül egyharmadának mélységében lézer segítségével. A lézert ezután helyi feszültségek indukálására használják. Ezt egy kis pont felmelegítésével érik el, amely nyomóerőt hoz létre körülötte. A lézersugár áthaladása után a terület kissé lehűl, termikus feszültségeket hozva létre. Egyes kivitelekben hűtőfolyadékokat használnak a hőfeszültség kialakulásának elősegítésére. Amikor ezek az indukált feszültségek elérik a meghibásodási szintet, repedés terjed, ami szétválást okoz.
A lézersugár mozgása szabályozottan irányítja ezt az elválasztást. Ez a módszer általában kevesebb energiát igényel, mint a lézeres elpárologtatás jobb vágási sebesség mellett. A helyi melegítést általában az üvegesedési hőmérséklet alatt végezzük.
A CO₂ lézereket széles körben használják erre az alkalmazásra, mivel a 10,6 µm hullámhosszú infravörös fény ideális a legtöbb nemfém vágásához. Azonban nem minden anyagot lehet vágni egyfajta lézerrel, mivel a különböző anyagok különböző hullámhosszúságú fényt nyelnek el. A termikus feszültségű töréseket széles körben használják törékeny anyagok, például kerámia és üveg vágására.
Egy másik újabb módszer, amely a termikus feszültségtörés elveit használja, a Stealth Dicing. Ez egy eredetileg a Hamamatsu Photonics által kifejlesztett lézeres vágási technológia, amelyet félvezető lapkák és mikroelektromechanikai rendszerek vagy MEMS alkatrészeinek vágására használnak. Ennél a vágástípusnál a kezdeti bevágás az anyag egy belső pontján jön létre. A lopakodó kockázás egy száraz vágási eljárás, ahol az előállított vágás tiszta, olvadt lerakódások nélkül.