К лучевым методам размерной обработки относятся: лазерная (светолучевая), электронно-лучевая, плазменная.

Под лучевыми методами размерной обработки понимают процессы удаления материала плавлением и испарением его под действием энергии лучевого потока или высокоэнергетических струй с удельной плотностью энергии 10 Вт/см2.

Отличие лучевых методов от сварки и пайки заключается, главным образом, в длительности импульсов. Применяются короткие импульсы и импульсы большой длительности.

Светолучевую обработку материалов производят с помощью оптических квантовых генераторов, называемых лазерами. Лазер способен создавать узкие направленные пучки направленного света, характеризуемые высокой плотностью тепловой энергии. Широко используется кристаллический лазер на основе кристаллического рубина.

Особенностью луча лазера является его высокая когерентность, т.е. параллельность движения, синхронность в фазе и амплитуде составляющих его фотонов, в результате чего расхождение луча, испускаемого лазером, не превышает 1°. Излучение оптического квантового генератора концентрируется на обрабатываемой заготовке с помощью оптической системы.

Преимущества обработки световым лучом перед электронно-лучевой  обработкой: можно обрабатывать крупногабаритные детали, не требуется вакуумных камер, обработка ведется в воздушной среде, не нужна защита обслуживающего персонала от рентгеновского излучения, необходимы лишь защитные очки, небольшие габариты оборудования.

Недостатки обработки световым лучом: сравнительно небольшая излучаемая мощность, мощность подкачки намного больше излучаемой мощности, низкий КПД квантовых генераторов, перегрев кристалла и трудности его охлаждения,  низкая точность обработки.

Электронно-лучевая обработка имеет ряд преимуществ, обусловливающих целесообразность ее применения: создание локальной концентрации высокой энергии, широкое регулирование и управление тепловыми процессами.

Вакуумные среды позволяют обрабатывать заготовки из легкоокисляющихся активных материалов. С помощью электронного луча можно наносить покрытия в виде пленок.

Недостатком обработки является то,  что она возможна только в вакууме.

Сущность плазменной обработки состоит в том, что плазму (полностью ионизированный газ),  имеющую температуру 10 000 – 30 000 °С,  направляют на обрабатываемую поверхность заготовки.

Плазму получают в плазмотронах.  Дуговой разряд возбуждается между вольфрамовым электродом  и медным электродом, выполненным в виде трубы и охлаждаемым проточной водой.  В трубу подают газ (аргон либо азот) или смесь газов. Обжимая дуговой разряд,  газ при соединении с электронами ионизируется и выходит из сопла плазмотрона в виде ярко светящейся струи, которая направляется на обрабатываемую заготовку. Перемещение заготовки регулируется приводом подач.

Плазменным методом обрабатывают заготовки из любых материалов,  выполняя прошивание отверстий,  вырезку заготовок из листового материала,  строгание,  точение,  разрезание, поверхностное разрушение и плазменную сварку. При прошивании отверстий, разрезке и вырезке заготовок головку плазмотрона устанавливают перпендикулярно к поверхности заготовки,  а при строгании и точении – под углом 40 – 60 °.

Плазменный метод не обеспечивает высокую точность и шероховатость обработанной поверхности. Достигаемая шероховатость Ra = 160 – 320 мкм, а точность 0,1 – 0,5 мм.

К достоинствам плазменной обработки можно отнести малую трудоемкость процесса, непрерывность и миниатюризацию техпроцесса, низкие расходы исходных материалов и полное использование сырья, длительную эксплуатацию оборудования, одностадийность процесса.

К недостаткам плазменной обработки относят невысокий коэффициент полезного действия, сильный шум (120 дБ и более) и низкое качество и точность обработки.