Düsendesign und Luftstromsteuerungstechnologie: Beim Laserschneiden von Stahl werden Sauerstoff und ein fokussierter Laserstrahl durch eine Düse auf das zu schneidende Material gerichtet und bilden einen Luftstrom. Die Grundvoraussetzungen für diesen Luftstrom sind eine große Strömungsgeschwindigkeit und eine hohe Eintrittsgeschwindigkeit in den Schnitt, um eine ausreichende Oxidation für eine vollständige exotherme Reaktion im Schnittmaterial sicherzustellen; gleichzeitig genügend Impuls, um das geschmolzene Material auszustoßen. Daher sind neben der Qualität und Steuerung des Laserstrahls, die sich direkt auf die Schnittqualität auswirken, auch das Düsendesign und die Luftstromsteuerung (z. B. Düsendruck und Position des Werkstücks im Luftstrom) entscheidende Faktoren.
Laserschneiddüsen haben einen einfachen Aufbau: eine konische Bohrung mit einer kleinen runden Öffnung am Ende. Der Entwurf erfolgt in der Regel mithilfe experimenteller und fehlerbasierter Methoden. Da Düsen im Allgemeinen aus Kupfer bestehen, klein sind und leicht beschädigte Teile sind, die häufig ausgetauscht werden müssen, werden keine Berechnungen und Analysen zur Strömungsdynamik durchgeführt. Während des Betriebs wird Gas mit einem bestimmten Druck Pn (Überdruck Pg) durch die Seite der Düse eingeleitet; Dieser Druck wird als Düsendruck bezeichnet. Das Gas tritt aus dem Düsenauslass aus, bewegt sich über eine bestimmte Distanz zur Werkstückoberfläche und erreicht dort seinen Schneiddruck, den sogenannten Schneiddruck Pc. Schließlich dehnt sich das Gas auf Atmosphärendruck Pa aus. Untersuchungen zeigen, dass mit zunehmendem Pn die Luftströmungsgeschwindigkeit zunimmt und auch Pc kontinuierlich zunimmt.