Naar een doorbraak van de directe diodelaser - artikel

Plant & Factory 22/10/2018 10:36:02

“Directe diodelasers (DDL) zijn licht én compact. Omwille van hun hoge automatisatiegraad hebben ze het potentieel om goedkoper te worden dan fiberlasers”, aldus dr. Gonçalo Costa Rodrigues.

Lees hieronder verder   
Verwant

ifm is uw partner voor de automatisering van morgen - advertorial

Primeur: langste composiet-bruggen komen in Brugge

Formula Electric Belgium onthult ontwerp elektrische racewagen

Jan De Nul haalt Australische baggeropdracht binnen

essenscia roept vrouwen op te kiezen voor STEM-studies en -beroepen

Flanders Make richt “Smart Factory”-initiatief op

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Club Logistiek & Supply Chain Managers

Hotel-restaurant Van Der Valk Nazareth

van 19/09/2018 tot 30/04/2019

Facility manager: 10 aparte modules

Zwijnaarde (Gent)

van 1/10/2018 tot 27/06/2019

Kwaliteitscoördinator

SBM Kortrijk

van 9/10/2018 tot 28/05/2019

Expert in onderhoudsmanagement

Zwijnaarde (Gent)

van 11/10/2018 tot 25/04/2019

Club Productiemanagers

Mercure Hotel Roeselare

van 17/10/2018 tot 4/09/2019

Club Continu Verbeteren

Hotel-restaurant Van Der Valk Nazareth

van 22/10/2018 tot 11/09/2019

Engineeringnet Mobile



Scan de QR-code
of klik hier om mobiel te surfen.

Tip: maak zelf een sneltoets op de startpagina van je smartphone. Voor Android: “Sneltoets Startpagina” of "Toevoegen aan startscherm". Voor iPhone: “Zet in beginscherm”.

Keuze van de redactie

(18/3) Siemens en Odisee leiden techniekers Volvo Cars op

(18/3) Stoomnet ECLUSE in Antwerpse haven officieel geopend

(14/3) 3D geprint poreus mes snijdt onder druk

(13/3) Fysici blijven hoopvol over nieuwe Japanse superversneller

(12/3) Primeur: langste composiet-bruggen komen in Brugge

(12/3) Uniek nanomateriaal heeft brede waaier aan duurzame toepassingen

>> Meer blikvangers

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Hij behaalde onlangs aan de Faculteit voor Ingenieurswetenschappen van de KU Leuven zijn doctoraat (PhD) in Mechanical Engineering met de thesis ‘Laser Cutting with Direct Diode Lasers – Opportunities in Polarization and Beam Shaping’. (*)

Op de komende editie van Euroblech, de tweejaarlijkse internationale vakbeurs voor plaatbewerking in Hannover, zullen de producenten van lasersnijmachines hun nieuwste ontwikkelingen op het vlak van snijtechniek voor plaatmateriaal laten zien. Eén van de zekerheden: de typische CO2-laser verliest verder terrein én het marktaandeel van de vastestoflasers (de disklaser, de fiberlaser en de directe diodelaser) neemt sterk toe.

Waar de verhouding CO2-laser ten opzichte van fiberlaser voorheen 95% versus 5 % was, zijn de percentages de voorbije jaren omgekeerd. Ook de snijkantkwaliteit van de fiberlaser is sterk verbeterd. De ontwikkeling van krachtige laserdiodes en nieuwe koelconcepten resulteerden in disk-, fiber- en DDL-lasers met een hoge straalkwaliteit en een dito vermogen. In tegenstelling tot de fiberlaser, die zich vooral richt op het snijden van dunne plaat, is de DDL-technologie vooral geschikt voor het snijden van plaatmateriaal van (middel)grote diktes.


Vergelijking tussen de snijkwaliteit van CO2 snijden van staal (links) en het gebruik van DDL-technologie bij het snijden van inox (rechts) (Bron: G. Costa Rodrigues and J.R. Duflou (2017). Opportunities in laser cutting with direct diode laser configurations. CIRP Annals - Manufacturing Technology 66)

Fiber versus diode
Bij de directe diodelaser (DDL) technologie worden diodes rechtstreeks aangewend. De amplifier of versterker, die gebruikt wordt in de fiberlaser technologie, wordt geëlimineerd. Hierdoor wordt de werking van de directe diodelaser, een kleine en betrouwbare laserbron die zijn goede straalkwaliteit behoudt, efficiënter en sneller. Deze geïnjecteerde diodelaser onderscheidt zich van de optisch gepompte diodelaser die eenvoudiger te produceren is. “Fiberlasers hebben een hoge helderheid die kan worden aangewend om de laserstraalkwaliteit van diodelasers te wijzigen/verbeteren.


Directe diodelasers hebben het potentieel om de goedkoopste lasers, goedkoper dan fiberlasers  te worden, omwille van hun hoge automatisatiegraad. Ze onderscheiden zich van andere soorten lasers, onder meer door hun potentieel om te werken met verschillende golflengtes en met polarisatie (voor laserstraalvorming)”, aldus dr. Gonçalo Costa Rodrigues. “In de eerste twee jaar van mijn onderzoek ging de focus vooral naar de opbouw van een hoog vermogen door middel van het gebruik van meerdere golflengte(s) van 800 à 1000 µm, in plaats van één. Dit werd afgetoetst met de fiber- en CO2-lasers die toen op de markt waren.”

Laserbron op laserkop
Op het vlak van efficiëntie is de directe diodelaser tot 30 % efficiënter dan de fiberlaser. “De compactheid en het lichte gewicht zijn eveneens voorname pluspunten. Een directe diodelaser is nog lichter en compacter dan een fiberlaser. In die mate dat bij eerstgenoemde de laserbron op de laserkop kan worden ingebouwd in plaats van buiten de machine”, aldus Costa Rodrigues.

“Een ander voordeel van DDL is de mogelijkheid tot polarisatie. De polarisatie en de golflengte van de directe diodelasers worden aangewend om de helderheid te verbeteren. We hebben kunnen aantonen dat we, door te ‘spelen’ met deze parameters, ook de procesefficiëntie (snijsnelheid, vermogen) aanzienlijk (soms tot 60%) kunnen verbeteren. Met CO2- en fiberlasers is dit niet mogelijk.”

Mazak bijvoorbeeld gebruikt een vergelijkbare technologie. Opvallend is hierbij dat de Japanse machinefabrikant dezelfde laserstraalkwaliteit beoogt als bij fiberlaser. Een andere DDL-variante die in de lift zit, houdt verband met de stabilisatie van golflengtes, waardoor er meer golflengtes kunnen worden gecombineerd. Een rijpe technologie met potentieel waarvan we op de volgende Euroblech-editie wellicht meer zullen vernemen.”

SheMet 2019
Wat de opeenvolgende technologische ontwikkelingen in het lasersnijmarktsegment en de DDL-technologie in het bijzonder betreft, merkt Costa Rodrigues op dat de onderzoekswereld vaak ‘in snelheid genomen wordt’ door de machinebouwers. De recente acquisitie van het Amerikaanse TeraDiode (zie kaderstuk) door Panasonic illustreert dit.


Van verschillende systeemniveaus van een enkele diode laser tot het volledige laserstraalsysteem (Bron: G. Costa Rodrigues and J.R. Duflou (2017). Opportunities in laser cutting with direct diode laser configurations. CIRP Annals - Manufacturing Technology 66)


Van 15 tot en met 17 april 2019 zal de DDL-technologie ook uitgebreid aan bod komen op ‘SheMet 2019’, de tweejaarlijkse ‘International Conference on Sheet Metal’. Gastheer voor deze 18e editie is trouwens het departement Mechanical Engineering van de KU Leuven. <<
Door Philip Declercq

(*) Supervisors waren Prof. Joost R. Duflou en Prof. Jean-Pierre Kruth.


Kadertekst
Aziatische DDL-expertise
DDL-technologie blijkt alsnog vooral een zaak van Aziatische machinebouwers te zijn. Mazak, de eerste fabrikant van werktuigmachines die gebruik maakte van de DDL-technologie, lanceerde haar toepassing op de vakbeurs Euroblech in Hannover. Zijn Optiplex DDL lasersnijmachine combineert de kwaliteit van afwerking van de CO2 laser met de snelheid van de fiberlaser.

Een andere Japanse machinebouwer, Amada, lanceerde vorig jaar de Direct Diode Laser Welder ML-5020AW voor het ‘lassen’ van minuscule elektronische componenten op computerborden, smartphones en tablets. Hier ligt de focus eerder op de laserstraalkwaliteit en niet zozeer op hoge performantie.

Een derde marktspeler is Panasonic die begin vorig jaar de Amerikaanse laserstart-up ‘TeraDiode’ overnam. Via de DDL-expertise van dit laatste bedrijf, vooral wat de straalgolflengte betreft, wil Panasonic een doorbraak in het laserbusiness segment realiseren. <<

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Communicatie tussen bedrijven en overheid moet efficiënter en digitaal

De communicatie tussen bedrijven en overheidsdiensten in de lucht- en zeehavens verloopt ongestructureerd en weinig efficiënt. Daarom start VIL het project ‘Digital Gateway 2 Government’.

Sarah Hachi-Duchêne wordt Country Manager België bij Colt

Colt ambieert koploper te worden in de Benelux en Frankrijk door klanten bij te staan in hun digitale transformatie met flexibele, on-demand en high-bandwidth netwerkoplossingen.

Volg lastechnische robotopleiding met internationaal diploma - uitnodiging

Een lacune in het hele robotiserings- en automatisatiegegeven is een degelijke opleiding tot ‘robotlasser’ of met andere woorden personeel dat een grondige kennis heeft.

Deloitte publiceert Tech Trends-rapport 2019 - column

Deloitte publiceerde zijn tiende jaarlijkse rapport over technologische trends, genaamd “Tech Trends 2019: Beyond the digital frontier.” AI en cloud computing sturen activiteiten aan.

3D geprint poreus mes snijdt onder druk

De Nederlandse expert op het gebied van 3D metaal printen, K3D uit Terborg liet op RapidPro in Veldhoven een 3D geprint mes met poreus lemmer zien die verbonden was met een persluchtslang.

TU Delft gaat experimenteren met autonoom varen

Het nieuwe Researchlab Autonomous Shipping biedt een natuurlijke buitenruimte voor experimenten met autonoom varen, die gekoppeld zijn aan ander water- en wegverkeer.

Elektronica/ICT-studenten lanceren “lithografie 2.0”

Vijf studenten Elektronica-ICT van Hogeschool PXL ontwikkelden de LithoCase. Dit is een lichtgevende fotokader met 3D-reliëf, waarmee de kleinste details in foto’s worden naar boven gehaald.

KU Leuven start nieuwe leerstoel Kustwaterbouw en grondmechanica

De Haven van Zeebrugge en vijf bedrijven, waaronder Jan De Nul Group, investeren samen in onderzoek en onderwijs binnen kustwaterbouw en grondmechanica aan KU Leuven Campus Brugge.

Passen digitalisering en brownfield-faciliteiten bij elkaar

De huidige automatiseringssystemen verminderen ongeplande downtime door bewaking van de systeemstatus en via conditiebewaking of voorspellend onderhoud. Maar wat met brownfield-installaties met legacy-apparatuur? Kunnen deze geïntegreerd worden en aan de eisen van de moderne productie voldoen? >>

Partners