Land-/regio- en taalkeuze

Voordelen van de vezellasers van TRUMPF

Wat zijn vezellasers? Voor welke toepassingen worden ze gebruikt? En welke materialen kunnen met vezellasers worden bewerkt? Leer op deze pagina meer over de verschillende soorten vezellasers en de voordelen daarvan voor uw productietaken.

Nut en voordelen van vezellasers

Branche-overschrijdende veelzijdigheid

Vezellasers worden toegepast in vrijwel alle branches zoals lucht- en ruimtevaart, de automobielsector inclusief e-mobiliteit, tandheelkunde, elektronica, sierraden, medicijnen, wetenschap, halfgeleiders, sensorsystemen, zonne-energie en andere sectoren.

Compact dankzij een klein opstellingsvlak

Vezellasers zijn compact en plaatsbesparend. Daardoor zijn ze ideaal voor de productie, waarbij vaak gebrek aan ruimte is.

Veelzijdigheid aan materialen

Vezellasers kunnen veel verschillende materialen bewerken. Metalen (inclusief constructiestaal, edelstaal, titanium en recflecterende materialen zoals aluminium en koper) maken het grootste deel van de wereldwijde laserbewerking uit, maar ook kunststoffen, keramiek, silicium, textiel worden bewerkt.

Kostenefficiëntie

Vezellasers zijn ideaal voor het omlaag brengen van overheadkosten en bedrijfskosten. Ze vormen een kostenefficiënte oplossing met een goede prijs-kwaliteitverhouding en extreem lage onderhoudskosten.

Eenvoudige integratie

Dankzij een groot aantal interfaces kunnen de vezellasers van TRUMPF snel en gemakkelijk in uw machines en installaties worden geïntegreerd. Als partner voor u als OEM of als aanbieder van complete oplossingen (laser, optisch systeem, sensorsysteem en service) staan wij u terzijde.

Energie-efficiëntie

Vezellasers zijn zeer efficiënt en verbruiken minder stroom dan gebruikelijke productiemachines. Dat verkleint de ecologische voetafdruk en verlaagt de bedrijfskosten.

Hoe werken vezellasers?

Alle lasers beschikken over drie sleutelelementen: een stralingsbron, een versterkingsmedium en een resonator. De stralingsbron maakt gebruik van extern toegevoerde energie om een versterkingsmedium in een geëxciteerde staat te brengen. Deze geëxciteerde staat van een laseractief medium wordt gekenmerkt door een zogenaamde bezettingsinversie, waardoor het medium licht door een fysiek proces kan versterken. Dit wordt aangeduid als gestimuleerde emissie en werd voor het eerst beschreven door Albert Einstein (LASER = "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation"). Bragg-vezelroosters binnen in de vezels werken als een spiegel rond het versterkingsmedium en vormen een optische resonator, die enerzijds optische energie opvangt om deze verder te versterken in het binnenste van de resonator, maar die ook de uitkoppeling mogelijk maakt van een bepaald deel van de optische energie in één richting met behulp van een gedeeltelijk transparante spiegel. Dit uitgekoppelde deel van de optische energie is de laserstraal, die voor verschillende doelen kan worden gebruikt. 

TRUMPF heeft een eigen schema voor inkoppeling van licht uit de pomplaserdioden in het laseractieve medium van de versterkingsvezel ontwikkeld. Bij dit met "GT-wave" aangeduide schema (zie afbeelding) wordt de pompvezel over de gehele lengte van meerdere meters met de versterkingsvezel in contact gehouden. Een deel van het pomplicht komt telkens binnen in de versterkingsvezel als de intern reflecterende stralen het grensvlak raken. Als deze stralen dan de met zeldzame aarde (ytterbium) gedoteerde kern doorkruisen, worden ze gedeeltelijk geabsorbeerd en exciteren ze het versterkingsmedium. Zo wordt over de volle lengte van de versterkingsvezel het gehele pomplicht gelijkmatig en continu geabsorbeerd. Een voordeel van dit schema is de eenvoudige schaalbaarheid voor hogere laservermogens door extra pompmodules toe te voegen. Een ander voordeel van het schema is het voorkomen van "hot spots" op de eindvlakken van de versterkingsvezel zoals in gebruikelijke eindpompschema's en een gelijkmatig versterkingsprofiel door de depositie van de pompenergie over de lengte van de versterkingsvezel.

Een vezellaser is dus een lasertype dat van zeldzame aarden (erbium, thulium, ytterbium enz.) gedoteerde vezels als actief lasermedium gebruikt. Daardoor verschilt de vezellaser van andere op de markt verkrijgbare lasertypen, waarbij het actieve lasermedium een kristal (bijvoorbeeld schijflaser) of gas (bijvoorbeeld CO2-laser) vormt.

Vezellasers bieden absolute efficiëntie en sturen nauwkeurig snelheid en vermogen door de straallengte, duur, intensiteit en warmteafvoer te beheren.

Vezellasers kopen: ontdek al onze vezellasers

Lees over het gehele pallet aan TRUMPF-vezellasers en transformeer uw productiewijze.

Naar het product

Welke materialen kunnen worden bewerkt met vezellasers?

Vezellasers zijn uitstekend geschikt voor de bewerking van een groot aantal soorten materialen en zijn betrouwbaar dankzij de jarenlange industriële toepassing. Juist bij het bewerken van metalen wordt de vezellaser graag gebruikt. Daarbij speelt het soort metaal een ondergeschikte rol. Vezellasers bewerken zowel constructiestaal, edelstaal, titanium, ijzer en nikkel als reflecterende metalen zoals aluminium, messing, koper en edelmetaal (zilver en goud). Daarnaast werken ze goed met materialen met geanodiseerde en gelakte oppervlakken. Vezellasers, met name pulserende kortepulslasers, worden ook toegepast bij het bewerken van silicium, edelstenen (inclusief diamenten), kunststoffen, polymeren, keramiek, composietmaterialen, dunne lagen, baksteen en beton.

Welke vezellaser moet ik kopen?

Eerst is het belangrijk om het verschil te weten tussen de soorten vezellasers die TRUMPF aanbiedt. We bieden pulserende vezellasers, continugolf-vezellasers (Continuous Wave = CW) en ultrakortepulslasers aan. Pulserende vezellasers geven de laserstraal in pulsen af. Daarbij kunt u de duur van de individuele pulsen in het bereik van nanoseconden tot microseconden sturen. Continulasers geven een continue laserstraal af, maar ze beschikken over de mogelijkheid om het straalvermogen tot in het kHz-frequentiebereik te moduleren. Een continugolf-vezellaser is meer gericht op vermogen en een grote output. Daarom worden continulasers vooral in industriële omgevingen toegepast. Een pulserende vezellaser heeft altijd de voorkeur boven een continulaser als binnen een korte puls een hoger piekvermogen moet worden bereikt. Daarnaast hebben microlasers pulsduren die nog korter zijn dan picoseconden. Ze gaan zo laag als 350 fs (femtoseconden).

Typische toepassingen voor vezellasers

Vezellasers zijn geschikt voor veel toepassingen in de productiewereld. Voor een aantal toepassingen in de zware industrie, waarbij hoofdzakelijk efficiëntie en snelheid nodig zijn, is een continugolf-vezellaser, die weinig of zelfs geen onderhoud vereist, de perfecte oplossing. Zo zijn continulasers het meest geschikt voor laserboren, lasersnijden en laserstraallassen. Als u heel specifieke sneden met gecompliceerde vormen nodig hebt, dan is een pulserende vezellaser het optimale gereedschap.

Laserstraallassen

Met laserstraallassen wordt het proces aangeduid van het lassen van materialen, zowel het verbinden van gelijksoortige als ongelijksoortige materialen. Laserstraallassen is interessant vanwege vele kwaliteits- en kostenredenen. Zo is het lassen voor veel materialen en uiteenlopende materiaaldikten mogelijk - van dikke staalplaten, brandstofcellen en batterijen tot fijn draad voor de fabricage van medische apparatuur.

Lasergesneden achterklep
Lasersnijden

Lasersnijden is een procedure waarbij een materiaal met een laserstraal wordt gesneden. Dat kan zijn voor kleine en fijne materialen maar ook voor materialen met een veel grotere dikte (bijvoorbeeld platen). Het proces omvat het gebruik van een gefocusseerde laserstraal (bijvoorbeeld pulserend of met een continue golf) om een breed palet aan materialen herhaalbaar en met een grote mate van nauwkeurigheid te snijden.

Additive Manufacturing

Additive manufacturing is het proces van het opbouwen van een 3D-component door het laag voor laag toevoegen van materiaal. Dit wordt algemeen ook "3D-printen" genoemd. Met de combinatie van 3D-printers en computersoftware kunnen complexe vormen worden gemaakt. De technologie van additive manufacturing bestaat al ruim 30 jaar, maar pas de afgelopen jaren wordt de techniek vanwege de veelzijdigheid en de uitstekende winstgevendheid op grotere schaal toegepast. De vezellaser dient vaak als stralingsbron binnen 3D-printers.

Verwijderen van lak met lasers van de TruMicro Serie 7000
Laserablatie

Onder laserablatie wordt het proces verstaan van het nauwkeurig afnemen van lagen door een laser. Het soort af te nemen materiaal komt daarbij op de tweede plaats, omdat de laser een groot aantal materialen (van vaste metalen en keramiek tot industriële verbindingen) kan verwijderen. Het afnemen wordt vaak toegepast bij de fabricage van  elektronische producten (bijvoorbeeld halfgeleiders en microprocessoren). Een groot voordeel van deze procedure is dat het afnemen met een grote precisie en nauwkeurigheid uitvoerbaar is. Het afnemen vindt in één stap plaats. Dat is een groot voordeel omdat gebruikelijke methoden zoals etsen meestal meerdere stappen vereisen. Laserablatie is de meest   voordelige en milieuvriendelijke technologie vergeleken met gebruikelijke methoden (zoals droogijsstralen), omdat er geen oplosmiddelen en chemicaliën worden gebruikt.

Laser cleaning with the laser
Laserreinigen

Bij het laserreinigen worden verontreinigingen, afzettingen en vuil (zoals metalen, koolstof, silicium en rubber) door de laser van het oppervlak van een materiaal verwijderd. Er zijn twee soorten laser-reinigingsprocedures: enerzijds het afnemen van een laag van het oppervlak van een materiaal, anderzijds het afnemen van de gehele bovenlaag van een materiaal.

Tot de voordelen van laserablatie behoren een betere milieuvriendelijkheid (omdat geen chemicaliën of oplosmiddelen worden gebruikt en alleen minimaal afval ontstaat), minder substraatslijtage en de reiniging van microcomponenten (met name in de elektronica).

Microboringen
Laserboren

Laserboren is een contactloze procedure voor het maken van gaten in een materiaal, dat door herhaald pulsen van een laserstraal tot een bepaald bereik wordt uitgevoerd. Het materiaal wordt laag voor laag verdampt en gesmolten tot boorgaten ontstaan. Dit proces verschilt afhankelijk van de materiaaldikte, het aantal te maken gaten en de grootte (breedte en diepte) van deze gaten.

Tot de voordelen van laserboren behoren het elimineren van contact-"slijtage" en verontreinigingen, een grote herhalingsnauwkeurigheid, de mogelijkheid om veel soorten materialen te gebruiken, het maken van precisieboringen in verschillende vormen en grootten, de eenvoudige integratie in productieprocessen en snel instellen met minder benodigd gereedschap.

Verkleuring van kunststof met de TruMark Serie 5000
Laserlabeling

Bij laserlabeling wordt een tekst met behulp van een intensieve, pulserende laserstraal rechtstreeks op het oppervlak aangebracht. De interactie tussen de laserstraal en het componentoppervlak levert een verandering van het materiaal op, dat voor een zichtbare verkleuring, structurering en markering zorgt. Ook bij laserlabeling is een grote keuze aan materiaal ter beschikking. Zo kunnen laserteksten niet alleen op alle metalen worden aangebracht, maar ook op  keramiek, kunststoffen, leds, rubber, grafische composietmaterialen enzovoort.

Lasergraveren

Bij lasergraveren wordt een deel van het materiaal verwijderd om een zichtbare gravuremarkering aan te brengen. Het graveerproces wordt door de laserstraal uitgevoerd, die het materiaal verwijdert om een markering aan te brengen, waarbij de laser als een beitel werkt en geselecteerde delen van het materiaal weghaalt. Het object wordt onder het oppervlak gemarkeerd. De diepte is afhankelijk van de wachttijd, de energie-impuls, het aantal doorlopen en de materiaalsoort.

Vezellaser vs. CO2-laser

In de volgende paragraaf worden vezellasers en CO2-lasers met elkaar vergeleken. Vezellasers zijn de nieuwere soort lasers die op de wereldmarkt verkrijgbaar zijn. Vezellasers hebben geen bewegende onderdelen of spiegels, werken met lage onderhoudskosten, zijn elektrisch efficiënt, werken goed met zowel heel dunne als ook dikkere en reflecterende metalen. CO2-lasers worden tegenwoordig hoofdzakelijk in noemenswaardige omvang ingezet bij de bewerking van niet-metallieke materialen zoals kunststoffen, textiel, glas, acryl, hout en zelfs steen. Ze hebben voordelen bij de bewerking van dikkere materiale (gewoonlijk dikker dan 5 mm) en werken sneller in een rechte lijn dan vezellasers.

Vezellasers kopen: ontdek al onze vezellasers

Lees over het gehele pallet aan TRUMPF-vezellasers en transformeer uw productiewijze.

Naar het product

Deze onderwerpen vindt u misschien ook interessant

Technologiebeeld TRUMPF pulserende laser
Pulserende laser

Dankzij korte, energierijke pulsen met een hoog pulsvermogen zijn de pulserende lasers van TRUMPF ideaal voor punt- en naadlassen van bijna alle materialen.

Korte- en ultrakortepulslasers

Snijden, boren, afnemen en structureren: met de korte en ultrakortepulslasers van TRUMPF beschikt u over geperfectioneerd gereedschap voor microbewerkingen.

Bewerkingsoptieken

Dankzij een modulair systeem is de bewerkingsoptiek van TRUMPF aanpasbaar aan de verschillende ruimtelijke en toepassingsspecifieke voorwaarden.

Contact
Service & contact