As fontes de radiação baseadas em matrizes VCSEL são capazes de aquecer grandes áreas com radiação infravermelha direcionada e seletiva quanto ao comprimento de onda. Os sistemas TruHeat VCSEL são utilizados em muitos processos de aquecimento industrial. Devido à radiação direta da área de tratamento, é possível ter grandes vantagens econômicas em relação aos sistemas de laser convencionais, já que não é necessário ter sistemas ópticos ou sistemas de scanner caros. O destaque dos sistemas é o fato de que é possível programar, de forma independente, o perfil de aquecimento local por meio de um comando independente dos pequenos segmentos do módulo laser, além do comando preciso e da comutação rápida da potência de infravermelho. Os padrões de aquecimento podem ser alterados até dinamicamente durante a operação. Isso permite uma flexibilidade de processo sem igual.
Aproveite uma potência de saída escalável na faixa de kW.
Atinja uma alta velocidade de processo com uma intensidade de 100 W/cm².
As zonas de emissão individuais da fonte de feixe VCSEL podem ser controladas independentemente umas da outras.
Os módulos de laser robustos e compactos podem ser facilmente integrados em sistemas industriais e processos de produção.
Após o processo de revestimento, o material ativo deve ser seco sobre as folhas do eletrodo. Os sistemas de aquecimento industriais VCSEL podem assumir este passo, pois as fontes de radiação baseadas em matrizes VCSEL são capazes de aquecer grandes áreas com radiação infravermelha direcionada e seletiva, quanto ao comprimento de onda.
O uso de sistemas TruHeat VCSEL para vedar células de bolsa aumenta a qualidade dos resultados de vedação. Além disso, com os sistemas de aquecimento VCSEL, o tempo de processo é reduzido, em comparação, o processo é até três vezes mais rápido.
Com os sistemas TruHeat VCSEL, é possível suavizar com rapidez e simplicidade componentes de aço de alta resistência, de maneira seletiva. Isso oferece muitas vantagens principalmente na fabricação de automóveis.
Os laser VCSEL podem ser usados na indústria de semicondutores para aquecer wafers para processamento térmico rápido (RTP). Os sistemas TruHeat VCSEL permitem um aquecimento rápido e homogêneo dos wafers, uma vez que as zonas de aquecimento individuais podem ser controladas de forma excelente. Podem ser alcançados aumentos de temperatura de várias centenas de graus Celsius por segundo.
Com Laser Assisted Bonding (LAB), um chip flip é colocado em uma placa de circuitos impressos como elemento de ligação usando esferas de solda. Um sistema TruHeat VCSEL irradia o chip de cima, a energia do laser é transmitida através de um chip de silício para derreter as esferas de solda entre o chip e a placa de circuitos. Os sistemas de aquecimento VCSEL oferecem superfícies de aquecimento maiores com opções de maior potência em comparação com outras soluções.
Com a Laser Assisted Soldering (LAS), as esferas de solda são conectadas diretamente às almofadas de solda na placa de circuitos usando o tratamento térmico infravermelho VCSEL. Isto é particularmente interessante quando são usadas esferas de solda menores e campos de solda. A tecnologia do sistema de aquecimento VCSEL oferece aquecimento de alta precisão e a mais alta qualidade das juntas de solda. O processo LAS também ajuda a aumentar a vida útil das placas de circuitos impressos.
Na sinterização a laser seletiva (SLS), um raio laser focalizado derrete o pó plástico no local e assim gera o componente. Isto é possível graças a um sistema TruHeat VCSEL altamente inovador da TRUMPF que contém 3.000 lasers individualmente controláveis (matrizes VCSEL). Com isso, a velocidade de produção é elevada em um fator de cerca 10 em comparação com impressoras 3D convencionais, nas quais um ou dois lasers escaneiam a área de construção. Especialmente as aplicações em injeção de plástico podem ser implementadas de forma muito produtiva com esta tecnologia.
No caso de componentes metálicos de alto volume impressos em 3D, os gradientes térmicos geralmente têm um efeito negativo nas peças sinterizadas. As tensões podem ser minimizadas através de calor laser VCSEL a partir de cima. Pois o calor laser diminui consideravelmente as tensões térmicas e as distorções das peças impressas. Isso proporciona propriedades mecânicas melhoradas do componente.
Beneficie-se da solda rápida de grandes peças plásticas graças à alta densidade de potência na zona de aquecimento homogeneamente irradiada. A integração é muito simples devido às dimensões reduzidas do módulo.
Os sistemas TruHeat VCSEL oferecem inúmeras vantagens na produção de células solares. Por exemplo, no processo de queima seletiva nos contatos da célula solar. Além disso, também nos processos de regeneração: através da irradiação intensiva da célula, os defeitos são reduzidos, as barreiras de energia são quebradas e, assim, a eficiência é aumentada.
Os módulos padrão do TruHeat VCSEL Série 3000 estão disponíveis nas versões de 2,4 kW, 4,8 kW, 9,6 kW e 19,2 kW. Os módulos padrão são utilizados para aplicações de aquecimento direcional em grandes áreas. A respectiva área de aplicação é iluminada diretamente sem o uso adicional de um sistema óptico ou um sistema de scanner.
O sistema TruHeat VCSEL 3012 tem uma intensidade de radiação relativamente baixa, com uma grande largura. Portanto, é particularmente adequado para a secagem de folhas de bateria. Vários módulos podem ser dispostos em uma fila para alcançar uma distância de secagem mais longa.
Os sistemas de aquecimento VCSEL são flexíveis e podem ser adaptados às exigências específicas do cliente. Dependendo da aplicação do cliente, a configuração correta do sistema de aquecimento VCSEL é determinada em conjunto.
A imagem mostra um módulo de laser compacto com 32 matrizes VCSEL e ópticas de focalização para o uso na impressão 3D de plásticos ou na marcação de material de embalagem. Cada matriz VCSEL pode ser controlada individualmente com uma potência de saída de 2 W.
Software de comando para sistemas TruHeat VCSEL
A versão básica do software de controle oferece a funcionalidade de controlar manualmente os canais a laser do sistema TruHeat VCSEL e de ajustar a potência.
A versão ampliada do software de controle se baseia na versão básica e oferece funcionalidades adicionais, tais como regulagem de temperatura ou pulsação. Além disso, podem ser criados perfis de tempo e desempenho. Isto permite que a potência do sistema TruHeat VCSEL seja variada durante o tempo de processamento.
Lentes adicionais podem ser usadas para influenciar a densidade térmica dos sistemas TruHeat VCSEL. Lentes positivas podem ser usadas para aumentar a densidade de potência dos módulos de aquecimento VCSEL. O uso de lentes negativas reduz a densidade de potência dos módulos.
A faca de ar pode ser usada para manter os respingos e vapores longe do vidro de proteção do sistema laser. Ela cria um fluxo de ar de proteção em frente ao laser.
Os suportes de montagem simplificam a instalação técnica de um sistema TruHeat VCSEL.
Para aplicações onde uma menor densidade de potência é necessária, pode ser usado um sistema TruHeat VCSEL com emissores menos densos e uma lente de desfocagem.
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