La découpe au laser est un moyen de découper des motifs précis dans le métal, le plastique, le bois et pratiquement tous les autres matériaux avec lesquels l’homme travaille. Il permet un niveau de précision et de complexité impossible avec les outils d’usinage conventionnels. La découpe au laser fonctionne en excitant un milieu gazeux, généralement du dioxyde de carbone, ce qui l’amène à amplifier la lumière réfléchie plusieurs fois dans la chambre laser. La lumière sort d’une ouverture et est focalisée par une lentille sur un point précis.
Un laser de traitement typique a un faisceau d’environ 1/5 de millimètre de largeur, focalisant 1000 à 2000 watts d’énergie. C’est suffisant pour faire fondre les matériaux les plus courants. Étant donné que les lasers deviennent moins focalisés et perdent de l’énergie lorsqu’ils pénètrent à travers un matériau, il existe une limite d’environ 20 mm pour la profondeur de la coupe. Les machines de découpe laser sont intégrées dans un système CAD/CAM (conception assistée par ordinateur, fabrication assistée par ordinateur) plus vaste qui prend un fichier de conception et l’implémente sur une pièce. Ces machines représentent un tremplin dans la tendance continue à s’éloigner de la fabrication pratique, plaçant les travailleurs humains dans un rôle de conception plus créatif et plus éloigné.
Parce qu’un laser est composé de photons, une partie de son énergie peut être réfléchie par des matériaux tels que les alliages d’aluminium et de cuivre. Ces matériaux sont également des conducteurs thermiques, ce qui signifie qu’ils répartissent la chaleur entrante de manière plus uniforme dans tout leur volume. Pour cette raison, l’alliage de carbone et l’acier inoxydable sont des matériaux de pièce populaires pour la découpe laser. Ils absorbent mal la chaleur, de sorte que la chaleur est plus facilement concentrée dans le trajet du laser.
Les découpeurs laser typiques permettent des caractéristiques aussi petites que 1 mm. Les lasers spécialisés présentent souvent des tailles encore plus petites, permettant la fabrication de véritables micromachines. Les premières découpes au laser ont été réalisées en 1967, dans le cadre d’un essaimage d’un projet de recherche militaire axé sur les lasers. Étant donné que les faisceaux utilisés pour la découpe sont des lasers de classe 4, les machines sont conçues pour garantir que les opérateurs humains n’y sont jamais exposés directement. Toute la découpe se fait à l’intérieur de la machine.