Lasertechnologie : Sieben spannende Neuheiten am Lasertech-Markt
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![Blackbird Holo Or laser beam shaper]( "© Bettina Theisinger/SCANLAB")
Scan-Kopf mit Strahlformer
Herausforderung: Das Schweißen dünner Bleche für Bipolarplatten stellt ähnliche Anforderungen an den Bearbeitungsprozess wie das Laser-Pulverbettschweißen (LPBF). Beide Verfahren erfordern ein Scanner-Bildfeld von bis zu 500 x 500 mm² sowie eine typische Prozessgeschwindigkeit von rund 1 m/s und darunter. Auch beim Verfahren für Metall-3D-Druck wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit nicht vom Scan-System oder der Laserleistung limitiert, sondern der Prozess an sich setzt die Grenzen für den Durchsatz.
Lösung: Blackbird Robotersysteme hat in einem Testaufbau den intelliSCAN 2D-Scan-Kopf von SCANLAB und HOLO/ORs neueste Entwicklung Flexishaper, ein über den gesamten Leistungsbereich einstellbarer Strahlformer, integriert. Die Bestimmung der notwendigen Strahlformung wurde mithilfe einer Prozesssimulation ermittelt. Die Auslegung des eingesetzten Strahlformers ist das Ergebnis eines kombinierten optischen Designs, das diffraktive optische Elemente (DOE) mit einem Scan-System verbindet. Die Applikationsversuche erlaubten das Verschieben des Geschwindigkeitslimits für fehlerfreies Schweißen von 45 m/min auf bis zu 70 m/min.
Fun Fact: Durch Integration von spezifischen Strahlformern hat der neuartige Systemaufbau das Potenzial zu einer annähernden Verdopplung der Produktivität beim Schweißen von Bipolarplatten für Wasserstoff-Brennstoffzellen gezeigt.
Firma: SCANLAB GmbH, in Kooperation mit ihren Schwesterfirmen Blackbird Robotersysteme GmbH und Holo/Or Ltd
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![SCANLAB vario SCAN II]( "© SCANLAB")
varioSCAN II
Lösung: Durch den innovativen Systemaufbau mit neuer Lagertechnologie kann die neue Generation der äußerst kompakten Z-Achse nun in jeder beliebigen Einbaulage in eine Laserbearbeitungsmaschine integriert werden. Diese zusätzliche Flexibilität vereinfacht die Umsetzung unterschiedlichster Laseranlagen-Konzepte für Maschinenbauer. Die varioSCAN Produktfamilie eignet sich sowohl für Applikationen, die Flachfeld-Objektive erfordern, als auch für Anwendungen, die ohne diese aufwendigen Optiken auskommen sollen. Im zweiten Fall übernimmt das Fokussiersystem zusätzlich zur Z-Verstellung des Fokus auch die Flachfeldkorrektur. Klassische Anwendungsfelder für Z-Achsen sind, neben der Bearbeitung von dreidimensionalen Oberflächen, die additive Fertigung (3D-Druck) und das Laserschneiden
Fun Fact: Die Konstruktion wurde besonders auf technische Sauberkeit optimiert. DieOptikkonfiguration richtet sich individuell nach den Kundenanforderungen, beispielsweise im Hinblick auf Z-Hub, Laser-Wellenlänge und Strahldurchmesser. Die neuen Linsendesigns sowie der Einsatz absorptionsarmer Optiken und höherwertiger Beschichtungen eröffnen Anwendern ganz neue Möglichkeiten zur Verbesserung ihrer individuellen Laserprozesse.Firma: SCANLAB GmbH
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![MRC]( "© ams technologies")
MRC-C-450-100/240
Herausforderung: Statt des üblichen „On/Off“-Betriebs mit großer Hysterese und störenden Schaltgeräuschen durch Heißgas-Bypass-Vorgänge arbeitet der Miniatur-Kompressor des Flüssigkeitskühlers mit effizienter elektronischer Drehzahlregelung und bietet so eine extrem hohe Temperaturstabilität von ±0.05 K im eingeschwungenen Zustand, bei geringen Vibrationen und einem niedrigen Geräuschpegel
Lösung: Der MRC-C-450-100/240 ist ein kompakter „mini Recirculating Chiller“ auf Kompressorbasis, der bis zu 450 W Kühlleistung im Schuhkartonformat bietet. Überdruck im Wasserkreislauf des Chillers sorgt für vibrationsarmen Betrieb, ermöglicht einen kleinen Wassertank und vereinfacht die Wartung. Der Überdruck im Kühlsystem verhindert das Eindringen von Bakterien und Sauerstoff, hält auf diese Weise das Kühlmittel sauber und verlängert die Wartungsintervalle.
Fun Fact: Der Chiller ist nicht nur sehr kompakt, sondern wiegt auch nur 13 kg – etwa ein Drittel des Gewichts vergleichbarer freistehender Kühlgeräte und etwa die Hälfte von üblichen Chiller vergleichbarer Leistung für die Rackmontage. Mit seinem integrierten Weitbereichsnetzteil, das mit 90 bis 264 V Wechselspannung arbeitet, lässt sich der Chiller weltweit betreiben. Durch die serienmäßige Ethernet-Schnittstelle ist das Gerät „Internet of Things (IoT) ready“ und kann per Internet-Browser ferngesteuert, -überwacht und -gewartet werden.Firma: AMS Technologies
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![OEM]( "© Luxinar")
OEM 100iX
Lösung: Der OEM 100iX ist die neueste Ergänzung des Sortiments an sealed-off CO₂-Laserquellen. Mit einer Nennleistung von 1kW bietet dieser Laser mehr Leistung und die Möglichkeit, eine breitere Palette von Materialien zu verarbeiten. Der OEM 100iX erhöht den Durchsatz, ohne die Wellenlängenstabilität, Strahlqualität oder Kontrolle zu beeinträchtigen.
Fun Fact: Der OEM 100iX kommt etwa in der Automobilindustrie beim Schneiden von dickeren und zäheren Materialien zum Tragen, wie beispielsweise mit Kohle- oder Glasfasern verstärkten Materialien. Für die Textilindustrie eröffnet er Möglichkeiten wie den mehrlagigen Zuschnitt, um Geschwindigkeit und Durchsatz zu steigern und in der Stanzformindustrie punktet er mit guter Strahlqualität sowie Polarisations- und Leistungsstabilität, um das erforderliche Maß an Kontrolle zu erreichen.Firma: Luxinar
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![Nanojoint-Verfahren]( "© TRUMPF")
„Nanojoint“-Verfahren
Herausforderung: Bisher waren Stege notwendig, um das Blech beim Schneiden zu fixieren – sogenannte „Mikrojoints“. Diese Stege bricht der Mitarbeiter ab, wenn er die Bauteile absortiert. Das erfordert Zeit und Kraft sowie oft eine manuelle Nachbearbeitung.Lösung: Auf seiner Hausmesse INTECH von 17. bis 20. Mai präsentiert TRUMPF mit dem „Nanojoint“-Verfahren ein neues Verfahren für mehr Effizienz und Prozesssicherheit beim Laserschneiden: Dabei handelt es sich um winzige Haltepunkte, an denen der Laser das Blech beim Schneiden nicht vollständig durchtrennt. Die Nanojoints stellen sicher, dass die Bauteile nicht verkippen, während der Laser die Bauteile ausschneidet. Die „Nanojoints“ werden bei den Laserschneidmaschinen der Serien TruLaser 5000 fiber, TruLaser 3000 fiber und TruLaser 1000 fiber angeboten, das Verfahren lässt sich mit einem Softwareupdate nachrüsten.
Fun Fact: Mit den Nanojoints sparen Anwender Material und Kosten, da sich die Teile enger schachteln lassen. Je nach Form der Bauteile können Anwender sogar restgitterfrei schachteln. Außerdem können Mitarbeiter die geschnittenen Teile deutlich schneller und einfacher aus der geschnittenen Blechtafel entnehmen.Firma: TRUMPF
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![Additive Fertigung von Kupferbauteilen Laserline]( "© laserline")
blauer 3 kW Diodenlaser
Herausforderung: Buntmetalle wie Kupfer und Gold können Infrarotstrahlung weniger gut absorbieren.Lösung: Konzipiert insbesondere für Schweißen, Beschichten und Additive Manufacturing von Kupferbauteilen, markiert der weltweit erste blaue 3 kW Diodenlaser, der auf der Laser World of Photonics 2022 präsentiert wurde, einen weiteren Meilenstein in der Leistungsentwicklung blauer Hochleistungsdiodenlaser. Er agiert wie schon die 1 und 2 kW Laserline Diodenlaser mit einer Wellenlänge um 445 nm. Dieser Spektralbereich wird von Buntmetallen wie Kupfer und Gold deutlich besser absorbiert als Infrarotstrahlung, was unter anderem ein oberflächennahes Wärmeleitschweißen dünner Kupferbauteilen sowie insgesamt energieeffizientere und klimafreundlichere Bearbeitungsprozesse ermöglicht. Die Steigerung der CW-Ausgangsleistung auf 3 kW erschließt weiters zusätzliche Anwendungsoptionen. Bei Füge- und Beschichtungsprozessen lassen sich weit schnellere Schweißungen und höhere Auftragsraten erreichen, beim Tiefschweißen elektrischer Leiter wie beispielsweise Kupfer-Hairpins können bei moderatem Wärmeeintrag auch größere Querschnitte allein mit blauen Lasern bewältigt werden. Wo weiterhin hybride Fügelösungen mit blauen und infraroten Lasern erforderlich sind, wird weniger Infrarotenergie benötigt als in der Vergangenheit, was Betriebskosten und CO2-Bilanz der Anwendungen spürbar optimiert. Darüber hinaus wird durch die neue Laserleistungsklasse eine effizientere Additive Fertigung großer und volumenreicher Kupferbauteile möglich.
Firma: Laserline
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![Cladding]( "© Fraunhofer IWS")
High Power Cladding Lösung
Herausforderung: Mehrteilige Heißkanaldüsen stoßen in Hinblick auf die Homogenität des Temperaturhaushalts, den Energiebedarf, die Abrissqualität und den Instandhaltungsaufwand oft an ihre technischen Grenzen.
Lösung: Die auf der Laser World of Photonics 2022 präsentierte High Power Cladding Lösung stellt die nächste Ausbaustufe eines Auftragschweißverfahrens dar, das vom Fraunhofer IWS bereits erfolgreich unter Einsatz von Laserline IR-Diodenlasern mit 20 kW Ausgangsleistung umgesetzt wurde und das zum Teil sogar die Auftragsraten im PTA-Cladding (Plasma Transferred Arc) übertrifft. Als erstes Verfahren seiner Art ermöglicht es eine serientaugliche und kostengünstige Realisierung von Verschleiß- und Korrosionsschutzbeschichtungen bei Großbauteilen wie etwa Kraftwerkskomponenten, aber auch bei Bremsscheiben, Hydraulikzylindern oder Gleitlagern. Der Einstieg in die Nutzung einer höheren Diodenlaser-Leistungsklasse mit bis zu 45 kW Ausgangsleistung steigert die Effizienz und Produktivität des Verfahrens zusätzlich und macht bei reduzierten Prozesskosten höhere Auftragsraten möglich.
Fun Fact: Je nach Anwendung und Einsatzbereich kann der Energieverbrauch um bis zu 35 Prozent im Produktionseinsatz gegenüber konventionellen Heißkanaldüsen reduziert werden.Firma: Laserline
