Sublimacija ali uparjanje
Sublimacija je vrsta fazne spremembe iz trdnega stanja v plinasto stanje, brez vmesne tekoče faze. To je enak proces, kako se suh led spremeni v paro, ne da bi postal tekočina. Material hitro absorbira energijo, pri čemer ni možnosti za taljenje. Enako načelo velja za lasersko rezanje, kjer se materialu v razmeroma kratkem času prenese velika količina energije, ki povzroči neposredno fazno spremembo materiala iz trdnega v plinasto stanje, s čim manjšim taljenjem.
Rez se začne z ustvarjanjem začetne ključavnice ali zareza. V zarezi je večja vpojnost, zaradi česar material hitreje izhlapi. To nenadno izhlapevanje ustvari paro materiala z visokim pritiskom, ki dodatno razjeda stene zareze, medtem ko iz reza izvrže materiale. S tem poglobite in povečate narejeno luknjo ali rez.
Ta postopek je primeren za rezanje plastike, tekstila, lesa, papirja in pene, ki zahteva le majhne količine energije za uparjanje.
Taljenje
V primerjavi s sublimacijo taljenje zahteva manj energije. Potrebna energija je približno desetina sublimacijskih laserskih rezov. Pri tem procesu laserski žarek segreje material, zaradi česar se ta stopi. Ko se material tali, curek plina iz koaksialne šobe z laserskim žarkom izrine material iz reza. Uporabljeni pomožni plini so inertni ali ne reagirajo (npr. helij, argon in dušik), kar le pomaga pri rezanju z mehanskimi sredstvi.
Zaradi nizke porabe energije se uporablja za rezanje neoksidirajočih ali aktivnih kovin, kot so nerjavno jeklo, titan in aluminijeve zlitine.
Reaktivno lasersko rezanje
V tem procesu se reaktivni plin uporablja za ustvarjanje več toplote z reakcijo z materialom. Postopek se začne s taljenjem materiala z laserskim žarkom. Ko se material tali, iz koaksialne šobe izstopa tok kisika, ki reagira s staljeno kovino. Reakcija med kovino in kisikom je eksotermni proces, kar pomeni sproščanje toplote. Ta toplota pomaga pri taljenju materiala, kar je približno 60 % celotne energije, potrebne za rezanje materiala. Staljeni kovinski oksidi se izločijo s pritiskom kisikovega curka.
Poleg manjše energije, ki jo zahteva laserski žarek, so hitrosti rezanja z uporabo reaktivnih plinov večje kot pri laserskem rezanju z inertnimi plini. Ker pa ta proces temelji na kemični reakciji, se staljeni kovinski oksid, ki ga kisikov curek ne izloči, tvori ob robu reza. To povzroči manj kakovostne reze kot uporaba inertnih plinov.
Ta postopek se uporablja za rezanje debelih ogljikovih jekel, titanovih jekel in drugih zlahka oksidiranih kovin.
Zlom zaradi toplotne napetosti
Ta postopek vključuje uvedbo majhne zareze na globini približno ene tretjine debeline materiala z uporabo laserja. Laser se nato uporabi za indukcijo lokaliziranih napetosti. To dosežemo s segrevanjem majhne točke, ki okoli nje ustvarja tlačne sile. Po prehodu laserskega žarka se območje rahlo ohladi, kar povzroči toplotne napetosti. V nekaterih izvedbah se za pomoč pri ustvarjanju toplotne obremenitve uporabljajo hladilne tekočine. Ko te povzročene napetosti dosežejo stopnjo okvare, se razširi razpoka, ki povzroči ločitev.
Gibanje laserskega žarka nadzorovano usmerja to ločitev. Ta metoda običajno zahteva manj energije kot laserska vaporizacija z boljšimi rezalnimi hitrostmi. Lokalno segrevanje se običajno izvaja pod temperaturo posteklenitve.
CO₂ laserji se pogosto uporabljajo za to aplikacijo, saj je infrardeča svetloba z valovno dolžino 10,6 µm idealna za rezanje večine nekovin. Vendar pa vseh materialov ni mogoče rezati z eno vrsto laserja, saj različni materiali absorbirajo svetlobo različnih valovnih dolžin. Lomi zaradi toplotne napetosti se pogosto uporabljajo za rezanje krhkih materialov, kot sta keramika in steklo.
Druga novejša metoda, ki uporablja principe toplotnega loma, je Stealth Dicing. To je tehnologija laserskega rezanja, ki jo je prvotno razvil Hamamatsu Photonics in se uporablja pri rezanju polprevodniških rezin in delov mikroelektromehanskih sistemov ali MEMS. Pri tej vrsti rezanja se začetni zarez ustvari na notranji točki v materialu. Prikrito rezanje na kocke je postopek suhega rezanja, pri katerem je narejeni rez čist brez staljenih usedlin.