Les différents types d’équipements de découpe laser varient selon le type de laser qu’ils utilisent et la façon dont le laser se déplace pendant le fonctionnement. Les principaux types de lasers utilisés pour la découpe sont les lasers au dioxyde de carbone (CO2) et les lasers à solide utilisant un milieu à gain de verre ou de cristal dopé au néodyme (Nd). La configuration physique des machines de découpe laser peut être classée en trois catégories, appelées optiques volantes, matériaux en mouvement et systèmes hybrides. La sortie des lasers peut être pulsée ou continue. Certains systèmes de découpe laser, appelés microjets laser, intègrent un jet d’eau qui assiste le processus de découpe.
Les lasers CO2 sont un type de laser à gaz qui utilise un milieu de gain composé de dioxyde de carbone, d’azote et d’hélium et peut également contenir de l’hydrogène, du xénon ou de la vapeur d’eau. Le milieu de gain est excité, ou pompé, par l’électricité pour produire un faisceau de lumière infrarouge. Ils peuvent avoir une puissance très élevée, certains lasers CO2 industriels produisant des puissances de plusieurs kilowatts. Les équipements de découpe laser utilisant des lasers CO2 sont utilisés sur des métaux tels que l’acier et l’aluminium ainsi que sur d’autres matériaux, notamment le plastique, le tissu et le bois.
Les lasers dopés au néodyme sont des lasers qui utilisent un milieu à gain solide dopé au néodyme, un métal des terres rares, pompé avec la lumière d’une diode laser ou d’une lampe flash. Le milieu le plus courant est le grenat d’aluminium et d’yttrium dopé au néodyme (Y3Al5O12), ou Nd:YAG. D’autres matériaux dopés au néodyme utilisés dans les lasers sont l’orthovanadate d’yttrium (YVO4), le fluorure d’yttrium lithium (LiYF4) et le verre composé principalement de dioxyde de silicium (SiO2). Ces lasers peuvent également être très puissants et sont principalement utilisés pour la découpe de métaux et de céramiques.
La plupart des équipements de découpe laser sont configurés de l’une des trois manières suivantes. Dans un laser à matériau en mouvement, le matériau travaillé est mobile. Dans un laser à optique volante, le matériau travaillé est immobile tandis que le laser se déplace sur lui sur les deux axes horizontaux. Dans un laser hybride, la pièce est déplacée le long d’un axe horizontal, généralement le plus long des deux, tandis que le laser est mobile sur l’autre axe horizontal. De même, les équipements de découpe laser pouvant découper sur un plus grand nombre d’axes, appelés découpeuses laser multiaxes, varient dans leur conception selon que la pièce ou la tête de découpe est déplacée sur chacun de ses axes.
Chaque configuration présente des avantages différents. Les machines d’optique volante sont plus rapides que les autres types. Les lasers à matériaux en mouvement sont les plus lents, mais ont des systèmes optiques plus simples. Les lasers hybrides sont plus rapides que les lasers à matériaux mobiles, mais ont une meilleure efficacité énergétique et des optiques moins complexes qu’une machine à optique volante.
Le faisceau d’un laser coupant peut être pulsé, déclenchant une série d’impulsions lumineuses brèves mais rapides. Les lasers pulsés sont utiles pour les applications nécessitant une production d’énergie élevée ne durant qu’une brève période. Ils sont également utilisés pour les matériaux sensibles à la chaleur qui risqueraient de fondre s’ils étaient soumis à un faisceau continu. Les faisceaux pulsés sont également utilisés dans les microjets laser, où le jet d’eau aide à diriger le faisceau et refroidit le matériau à travailler.