Sublimacija ili isparavanje
Sublimacija je vrsta fazne promjene iz krutog stanja u plinovito stanje, bez srednje tekuće faze. Ovo je isti proces u kojem se suhi led pretvara u paru, a da ne postane tekućina. Materijal brzo apsorbira energiju u kojoj nema šanse da dođe do taljenja. Isti princip se primjenjuje na lasersko rezanje, pri čemu se velika količina energije prenosi u materijal u relativno kratkom vremenu što uzrokuje izravnu faznu promjenu materijala iz krutog u plinovito stanje, sa što je moguće manjim taljenjem.
Rez počinje stvaranjem početne ključanice ili zareza. U prorezu postoji veća sposobnost upijanja što uzrokuje brže isparavanje materijala. Ovo iznenadno isparavanje stvara paru materijala s visokim tlakom koja dodatno nagriza stijenke proreza dok izbacuje materijale iz reza. Ovo produbljuje i povećava napravljenu rupu ili rez.
Ovaj postupak je prikladan za rezanje plastike, tekstila, drva, papira i pjene, koji zahtijeva samo male količine energije da se ispari.
Topljenje
U usporedbi sa sublimacijom, za topljenje je potrebno manje energije. Potrebna energija je oko desetine rezova sublimacijskim laserom. U tom procesu laserska zraka zagrijava materijal, što uzrokuje njegovo taljenje. Kako se materijal topi, mlaz plina iz koaksijalne mlaznice s laserskom zrakom izbacuje materijal iz reza. Pomoćni plinovi koji se koriste su inertni ili ne reagiraju (npr. helij, argon i dušik), što samo pomaže pri rezanju mehaničkim sredstvima.
Zbog niske potrošnje energije koristi se za rezanje neoksidirajućih ili aktivnih metala poput nehrđajućeg čelika, titana i aluminijskih legura.
Reaktivno lasersko rezanje
U ovom procesu, reaktivni plin se koristi za stvaranje više topline reakcijom s materijalom. Proces počinje taljenjem materijala laserskom zrakom. Kako se materijal topi, struja plina kisika izlazi iz koaksijalne mlaznice, reagirajući s rastaljenim metalom. Reakcija između metala i kisika je egzoterman proces što znači da se oslobađa toplina. Ova toplina pomaže u topljenju materijala, što je oko 60% ukupne energije potrebne za rezanje materijala. Rastaljeni metalni oksidi izbacuju se pod pritiskom mlaza kisika.
Osim niže energije potrebne za lasersku zraku, brzine rezanja s reaktivnim plinovima veće su od laserskog rezanja s inertnim plinovima. Međutim, budući da se ovaj proces oslanja na kemijsku reakciju, rastaljeni metalni oksid koji nije izbačen mlazom kisika stvara se duž ruba reza. Ovo proizvodi rezove niske kvalitete nego korištenje inertnih plinova.
Ovaj se postupak koristi za rezanje debelih ugljičnih čelika, titanskih čelika i drugih lako oksidirajućih metala.
Prijelom toplinskog naprezanja
Ovaj proces uključuje uvođenje malog proreza na dubini od otprilike jedne trećine debljine materijala pomoću lasera. Laser se zatim koristi za izazivanje lokaliziranih naprezanja. To se postiže zagrijavanjem male točke koja stvara tlačne sile oko nje. Nakon prolaska laserske zrake, područje se lagano hladi, stvarajući toplinska naprezanja. U nekim izvedbama, rashladna sredstva se koriste kao pomoć u stvaranju toplinskog naprezanja. Kada ta inducirana naprezanja dosegnu razine kvara, pukotina se širi koja uzrokuje odvajanje.
Kretanje laserske zrake kontrolirano usmjerava to odvajanje. Ova metoda obično zahtijeva manje energije od laserske vaporizacije s boljim brzinama rezanja. Lokalno zagrijavanje se obično provodi ispod temperature staklastog prijelaza.
CO₂ laseri naširoko se koriste za ovu primjenu jer je infracrveno svjetlo valne duljine od 10,6 µm idealno za rezanje većine nemetala. Međutim, ne mogu se svi materijali rezati jednom vrstom lasera jer različiti materijali apsorbiraju svjetlost različitih valnih duljina. Lomovi zbog toplinskog naprezanja naširoko se koriste za rezanje krhkih materijala kao što su keramika i staklo.
Još jedna novija metoda koja koristi principe loma toplinskog stresa je Stealth Dicing. Ovo je tehnologija laserskog rezanja koju je izvorno razvio Hamamatsu Photonics i koristi se za rezanje poluvodičkih ploča i dijelova mikroelektromehaničkih sustava ili MEMS-a. U ovoj vrsti rezanja, početni zarez se stvara na unutarnjoj točki unutar materijala. Nevidljivo rezanje na kockice je suhi proces rezanja gdje je proizvedeni rez čist bez rastaljenih naslaga.