Die Merkmale des Faserlasers und seine Anwendungen

Die Prozessautomatisierung stellt heute für nahezu alle Industriesektoren eines der bedeutendsten Thema dar. Hinzu kommen höchste Produktionsanforderungen und die Anpassung an einen immer aggressiveren Wettbewerb, bei dem der Faktor Zeit immer wichtiger wird. Die Schlussfolgerung daraus ist, dass die Hochleistungsgeräte und Technologien schnell an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden können.

In der Welt der Laserbeschriftung und ihrer schier unendlichen Anwendungsbereiche geht es vorwiegend um Effizienz und Flexibilität. In diesem Kontext ist dem Faserlaser mit Sicherheit die größte Aufmerksamkeit zu schenken. Die Fasertechnologie stellt daher auf dem heutigen Markt die Lasertechnologie dar, die in den Betrieben am weitesten verbreitet ist

Analysiert man seine technischen Eigenschaften, dann ist der Faserlaser in die Kategorie der Festkörperlaser einzuordnen. Ausgehend vom sogenannten „Seed“-Laser wird sein Strahl durch Glasfasern verstärkt, auf die die Energie mittels direkt gekoppelter Pumpdioden (ohne Luftspalt) übertragen wird.

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Ihre Wellenlänge beträgt 1064 nm bei einem extrem kleinen Fokusdurchmesser: Dies hat eine Erhöhung der Intensität zur Folge, die bei gleicher durchschnittlicher Ausgangsleistung im Vergleich zum CO2-Laser 100-fach stärker ist.

Aufbau des Lasers

Analysieren wir nun die charakteristischen Eigenschaften dieses Gerätetyps und vergleichen wir sie mit den bereits bekannten Dioden- und Lampenlasern.

Bei diesem Lasertyp sind alle relevanten Komponenten des Systems (aktive Faser, Resonator, Pump-Laserdioden) mit der Hauptfaser verbunden. Beim herkömmlichen Diodenlaser hingegen sind diese Komponenten getrennt, werden auf einer Plattform angebracht und dann beim Zusammenbau entsprechend angeordnet.

Dieser Aufbau führt häufig zu Ausrichtungsfehlern der optischen Komponenten, die entsprechende Wartungstätigkeiten für die Wiederherstellung erfordern.

Ein weiterer Vorteil des Faserlasers ist die Quelle, die mit über 30% einen sehr hohen, elektrisch-optischen Umwandlungswirkungsgrad aufweist. Der Energieverbrauch wird dadurch einige hundert Watt begrenzt: Diese Faktoren sind maßgeblich für die überragende Lebensdauer des Faserlasers, die über 100.000 Betriebsstunden aufweist.

Vorteile des Faserlasers

  • Kompaktheit

Ausrichtungsfehler treten bei diesem Laser nicht auf. Zudem machen sie eine problemlose Streuung der Wärmeenergie möglich, da die Faser ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aufweist;

  • Verzicht auf zusätzliche, optischen Geräte

Es gibt keine Komponenten, die kalibriert oder ausgerichtet werden müssen, da entsprechende Anpassungsfunktionen der Welle von der Faser selbst erfüllt werden;

  • Qualität des Laserstrahls

Bei der Bearbeitung dünner Materialien wirkt sich die hohe Strahlungsintensität auf dem Werkstück direkt in Form von hohen Prozessgeschwindigkeiten aus

  • Beständigkeit

Die Faserlaser sind praktisch wartungsfrei und zeichnen sich durch ihre lange Lebensdauer von mindestens 100.000 Betriebsstunden aus;

  • Geschwindigkeit

Die Produktionszeiten werden deutlich reduziert. Verantwortlich hierfür ist einerseits die hohe Beschriftungsfrequenz, die bis zu mehreren MhZ betragen kann, andererseits die enorme Laserleistung von bis zu 500W.

  • Energieeinsparung

Neben der Leistung macht die Faser das System viel einfacher und zuverlässiger. Grund hierfür ist, dass bis 100W die einfache Luftkühlung genutzt und somit auf teure, sperrige Zusatzgeräte verzichtet werden kann.

Zukünftige Entwicklungen

Auf dem globalen Markt geht der Trend hin zu einem vermehrten Einsatz des Faserlasers. Vor allem in der Automobilindustrie zeigt sich diese Tendenz zum Beschriften, Gravieren oder Schneiden verschiedener Metalle und in einigen Fällen auch von Kunststoffen. Außerdem besteht immer öfter der Wunsch, alte Diodenlaser durch neue Faserlaser zu ersetzen.

Neben allgemeinen Kostenvorteilen sowie der Leistungssteigerung wird es in Zukunft immer vielseitigere Laserquellen geben, die dank immer kürzerer Pulsdauern auch im Femtosekundenbereich arbeiten.

Unternehmen des Automobilsektors verwenden immer häufiger Faserlaser. Sowohl zum Schweißen von Dieseleinspritzdüsen als auch für die Laserbeschriftungvon Rädern und anderen Fahrzeugkomponenten aus Metall.

Die Entwicklung zeigt den Einsatz von immer härterem und resistenterem Stahl, für dessen Bearbeitung der Faserlaser alle nötigen Voraussetzungen mitbringt. Er ist stabil sowie zuverlässig und bietet optimale Qualität für alle Anwendungsbereiche, die Wert auf höchste Präzision legen.

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