Max Laser Digital Spot – Erste Vorführung vor Ort

Mit der rasanten Entwicklung der chinesischen Fertigungsindustrie und der iterativen Modernisierung traditioneller industrieller Fertigungstechnologien steigt die Nachfrage nach Laserschneidanlagen Die branchenübergreifende Entwicklung hat zu einem anhaltenden Wachstum des Lasergerätemarktes geführt, von dem zahlreiche Hersteller profitiert haben. Mit der steigenden Anzahl an Marktteilnehmern hat sich der Wettbewerb jedoch verschärft, und der Markt entwickelt sich zunehmend zu einem hart umkämpften Markt.

Im Gegensatz dazu profitierte die Nachfrage nach Laserschweißgeräte hat kontinuierlich zugenommen und damit die nachhaltige Entwicklung der Laserschweißindustrie vorangetrieben. Laut einschlägigen Statistiken wird die Marktgröße von 2017 bis 2022 voraussichtlich … Laserschweißgeräte In China stieg der Umsatz von 7,14 Milliarden Yuan auf 17,96 Milliarden Yuan. Gleichzeitig prognostizieren einschlägige Institutionen, dass der Markt für Laserschweißgeräte im Jahr 2025 ein Volumen von über 30 Milliarden Yuan erreichen wird.

Daher gilt Laserschweißen weithin als der nächste große Wachstumsmarkt in der Laserbearbeitungsindustrie. Führende Hersteller investieren derzeit verstärkt in Forschung und Entwicklung, um vom Laserschneiden zum Laserschweißen überzugehen. Im Vergleich zum Laserschneiden steht das Laserschweißen jedoch vor deutlich größeren technologischen und prozesstechnischen Herausforderungen, was für viele Hersteller ein erhebliches Hindernis für ihre strategische Weiterentwicklung darstellt.

Im Bereich des Laserschweißens weisen verschiedene Werkstoffe unterschiedliche Absorptions-, Reflexions- und Transmissionseigenschaften für Laser auf. Eine ungleichmäßige Energieverteilung des Lasers während des Schweißprozesses kann daher zu einer mangelhaften Oberflächenqualität der Schweißnaht führen, beispielsweise zu Fehlern wie Spritzern, Oxidation und Unebenheiten. Auch interne Probleme innerhalb der Schweißnaht, wie Poren, Mikrorisse, ungleichmäßige Phasenverteilung und ungleichmäßige Spannungen, können auftreten und somit die geometrischen, mechanischen und korrosionsbeständigen Eigenschaften der Schweißverbindung beeinträchtigen. Darüber hinaus kann das Laserschweißen auch das Verschweißen mehrerer Werkstoffe umfassen. In solchen Fällen stellen die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften, wie Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnungskoeffizienten, höhere Anforderungen an den Schweißlaser und den Schweißprozess.

Dies verdeutlicht die entscheidende Bedeutung einer präzisen Steuerung der Energieverteilung des Lasers beim Schweißen. Es bedeutet auch, dass das Laserschweißen hochgradig kundenspezifische Eigenschaften aufweist und die Erfüllung unterschiedlicher Produktanforderungen der Kunden erfordert, was wiederum kontrollierbare Spotgrößen notwendig macht.

Die herkömmlichen Spotgrößen für das Laserschneiden eignen sich nicht direkt für das Laserschweißen, da die Anforderungen an die Energieverteilung des Lasers deutlich unterschiedlich sind. Um die Leistungsfähigkeit von Laseranwendungen zu verbessern, haben führende Hersteller wie Max die Spotgrößen durch technologische Weiterentwicklungen im Vergleich zu herkömmlichen Lasern mit ihren sehr begrenzten Einstellmöglichkeiten variabler gestaltet.

Beispielsweise kann durch die Integration eines reflektierenden Spiegels im Laserschneidkopf, der den Laserstrahlwinkel verändert, die Oberfläche des zu bearbeitenden Materials abgetastet werden. Dies erhöht die räumliche Flexibilität und Variabilität des Strahls. Darüber hinaus lässt sich je nach Anwendungsanforderung die Energieverteilung des Lasers von der herkömmlichen Gauß-Form in eine flache oder ringförmige Verteilung umwandeln, um gleichmäßige Vorwärm-, Erwärmungs- und Glüheffekte zu erzielen.

Nach Ansicht von Max Laser haben die oben genannten technologischen Verbesserungen jedoch keine durchgängige und wirklich digitalisierte Spotgröße erreicht, hauptsächlich aufgrund mangelnder Flexibilität und Heterogenität.

Konventionelle Laser erzeugen typischerweise nur einen festen und begrenzten Bereich an Laserstrahlen. Um die Spotgröße präzise zu steuern, müssen Phase und Amplitude des Strahls verändert werden, um Größe und Form des Spots anzupassen. Dies lässt sich mit Geräten wie Galvanometerscannern, räumlichen Lichtmodulatoren oder relativ komplexen kohärenten Lasern realisieren.

Um dies zu erreichen, sind spezialisierte Systemintegratoren erforderlich, die Steuerungssysteme entwickeln, damit Anwender verschiedene Laser und Systeme für unterschiedliche Anwendungsszenarien nutzen können. Dies schränkt nicht nur die Flexibilität von Laseranwendungen und die Möglichkeit, beliebige Spotformen zu erzielen, ein, sondern führt auch zu einer Abhängigkeit von spezialisierten Systemintegratoren, was wiederum höhere Kosten und eine Homogenisierung der Anwendungsprozesse in der Branche zur Folge hat. Darüber hinaus verhindert dieser mehrstufige Ansatz, dass Laser die Anwendungsanforderungen optimal erfüllen, wodurch ihre Effektivität sinkt.

Als Antwort auf diese Herausforderungen hat Max Laser die Zidi-Digital-Spot-Technologie als Pionier in der Laserindustrie eingeführt. Das Prinzip dieser Technologie beruht auf der unabhängigen Steuerung und Kombination von Emissionsleistung, Frequenz und Tastverhältnis jedes einzelnen Pixel-Lichtpunkts durch ein eigens entwickeltes Prozesssteuerungssystem, ähnlich dem RGB-Farbmodell. Dadurch lassen sich beliebige Spotformen erzeugen.

Auf der jüngsten Photonics China Expo demonstrierte Max Laser erstmals öffentlich die herausragende Leistungsfähigkeit der Zidi-Digitalspot-Technologie. Wie gelingt es ihr, mit nur einem Laser beliebige Spotformen zu erzeugen? Laut der Vorführung vor Ort unterteilt das Prozessleitsystem den Ausgabespot zunächst in Raster und ermöglicht so unter Standard-QBH-Ausgangsbedingungen eine synchrone und echtzeitfähige Formgebung beliebiger Spots. Dies wird durch die Anpassung der Eigenschaften jedes Rasters (einschließlich Leistung, Energieverteilung, Wellenlänge usw.) erreicht. Die Technologie lässt sich problemlos an die wechselnden Anforderungen der Digitalspot-Technologie in verschiedenen Dimensionen anpassen.

Bei der Demonstration des digitalen Punktschweißens von Edelstahl mit Zidi ohne Verwendung eines Galvanometers oder externer mechanischer Unterstützung konnten wir eine Echtzeit-Anpassung der Energieverteilung des Schweißpunktes während des Schweißprozesses beobachten, was zu nichtlinearen Schweißnähten führte.

Der zentrale Vorteil der Zidi Digital Spot-Technologie liegt in ihrer Fähigkeit, den Laserfleck nicht nur frei zu positionieren, sondern sich auch zu einer universellen Plattformtechnologie für die Laserindustrie zu entwickeln und so deren Innovation voranzutreiben. Die in Echtzeit anpassbaren Spot-Eigenschaften befreien Anwender von den Einschränkungen herkömmlicher Lasermodi. Sie können die Laserparameter flexibel an die jeweiligen Bearbeitungsanforderungen anpassen und mit der sich ändernden Bearbeitungsumgebung modifizieren. Die Bedeutung der Digital Spot-Technologie für die Industrie liegt somit in der Beseitigung der Hürden der Zwischensystemsteuerung, der Schaffung eines Hochgeschwindigkeitskanals von der Lichtquelle zur Anwendung, der deutlichen Steigerung der Bearbeitungseffizienz und der Senkung der Anwenderkosten. Sie bietet der Branche zudem die Chance zur Transformation, indem sie Geräteherstellern ermöglicht, neue Anwendungsbereiche der Laserbearbeitung zu erschließen und die Einsatzmöglichkeiten der Lasertechnologie zu erweitern.