Das AM-MODULE III ist eine integrierte vorfokussierende Strahlablenkeinheit speziell für den Einsatz in der additiven Fertigung. Dank seines staubdichten Gehäuses und der integrierten Kollimationsoptik ist das AM-MODULE III die ideale Ablenkeinheit für den Einsatz in der industriellen Produktion.
In der additiven Produktion dreht sich viel um die Effizienz der Produktionslinie. Es gilt die Costs per Part so gering wie möglich zu halten und so konkurrenzfähig gegenüber anderen Fertigungsmethoden zu bleiben. Dafür werden alle Aspekte der AM-Maschine auf hohe Belichtungsgeschwindigkeiten und gleichzeitig hohe Zuverlässigkeit getrimmt. Denn wenn eine Maschine steht, dann verdient sie kein Geld.
Im AM-MODULE III haben wir genau diese Anforderungen berücksichtigt. Ein staubdichtes Gehäuse und die Fertigung im ISO-Klasse-7 Reinraum ermöglichen den Einsatz stärkerer Laser. Zusätzlich kann der Spot durch die integrierte Zoom-Funktion dynamisch und ohne Verlust in der Abbildungsqualität im Durchmesser variiert werden. Dadurch können feine Strukturen mit hoher Auflösung belichtet und gleichzeitig große Flächen mit vergrößertem Spotdurchmesser bei konstanter Leistungsdichte und Scangeschwindigkeit gefüllt werden. So wird die additive Fertigung zu einer echten Konkurrenz zu bestehenden Fertigungsmethoden.
Diese Performancesteigerung kombiniert mit der integrierten Bauweise und der daraus resultierenden hohen Zuverlässigkeit im industriellen Produktionsumfeld, ermöglicht den AM-Anwendern den nächsten Schritt zu machen: Den Schritt vom Rapid Prototyping hin zur Additiven Produktion!
Höchste Dynamik
Dynamische Zoom Funktion
Optimiert für die industrielle Produktion
Produktion im Reinraum
WAS MACHT DAS AM-MODULE III BESONDERS?
OPTIMIERT FÜR DIE INDUSTRIELLE PRODUKTIOn
Das AM-MODULE III ist für eine Additive Produktion ausgelegt. Das bedeutet Zuverlässigkeit und Prozesssicherheit waren Grundgedanken bei der Entwicklung des Systems. Integrierte und vorjustierte Kollimations- und Scanneroptiken erlauben die Verwendung von Lasern mit bester Strahlqualität. Die zusätzliche Zoom-Funktion stellt sicher, dass die Strahlform auch beim Arbeiten mit dynamisch vergrößertem Spotdurchmesser stets erhalten bleibt und dass mögliche Variationen der Energiedichte im Scanfeld dynamisch ausgeglichen werden.
Der Produktions- und Zuverlässigkeitsgedanke findet sich auch in diversen anderen Aspekten wieder: Beispielsweise ermöglichen die digitale Elektronik ein bequemes Zurücklesen von Positionsdaten, die dann einfach mit Messdaten vom koaxialen Prozesslichtausgang oder Kameraport zusammengeführt werden können. Dadurch wird eine präzise Prozesskontrolle und -steuerung möglich. Zusätzlich ist auch das Gehäuse auf Produktivität ausgelegt: Auf Grund von Staubdichtheit und des reibungsfreien RAYVOLUTION DRIVE wird ein wartungsarmer Betrieb möglich. Und dank skalierbarem Design können mehrere Laser gleichzeitig an einem Bauteil arbeiten und ermöglichen so auch kürzeste Taktzeiten in anspruchsvollen Produktionslinien.
Und genau diese Kombination macht das AM-MODULE III zur optimalen Lösung für Ihre AM-Produktion. Überzeugen Sie sich selbst:
ANWENDUNGSBEISPIELE & WISSENSWERTES
HÖHERE PRODUKTiVITÄT DANK DYNAMISCHER ZOOM FUNKTION
Die passende Pinselbreite für jede Anwendung. Das ermöglicht die hochdynamische Zoom-Funktion des AM-MODULE III. Denn zu den Herausforderungen in der additiven Fertigung gehört es, die Belichtungszeit pro Ebene möglichst kurz zu halten, um rentabel produzieren zu können. Deshalb wird häufig zum Füllen großer Flächen der Laser defokussiert. So kann mit jeder Überfahrt mehr Fläche gefüllt und die Zahl der Hatches und damit Bearbeitungszeit gespart werden.
Vergleich Zoom-Funktion vs. Defokus
Doch wie bei einem Pinsel, den man zu stark aufdrückt, ist auch die Form der Laserspots außerhalb der Fokuslage schlecht definiert. Besonders deutlich wird dies bei speziellen Strahlprofilen wie Tophat oder Ringmode. Hier geht die Strahlform bereits bei leichter Defokussierung verloren und mit ihr die Vorzüge einer höheren Belichtungsgeschwindigkeit ohne Balling-Effekte und Spratzerbildung. Daher kann ein Defokus kann nur bedingt zum Füllen von Flächen genutzt werden.
Die Zoom-Funktion des AM-MODULE III ermöglicht eine dynamische Anpassung des Fokusdurchmessers um bis zu 2x und stellt gleichzeitig sicher, dass auch bei einem vergrößerten Spotdurchmesser weiterhin im Fokus bei ungestörtem Strahlprofil gearbeitet werden kann. Auf diese Weise können die höheren Belichtungsgeschwindigkeiten bei Verwendung eines Ring- oder Tophat-Profils effektiv mit der Zeitersparnis eines größeren Spotdurchmessers kombiniert werden. Das AM-MODULE III trägt so entscheidend dazu bei, dass die hohen Aufbauraten, die für eine additiven Produktion so wichtig sind, auch in der Maschine umgesetzt werden können.
SCHNELLERE BELICHTUNGEN DANK RAYVOLUTION DRIVE
Mit RAYVOLUTION DRIVE kann die z-Achse den xy-Bewegungen von Ablenkeinheiten mit Quarzspiegeln ohne Verzögerung folgen. Ganz im Gegensatz zu einer Standard z-Achse, die deutlich langsamere Dynamik zeigt. Bei hochdynamischen Siliziumkarbid-Spiegeln bleibt weiterhin ein kleiner Dynamikunterschied sichtbar, der über die Funktion Tracking Error Compensation auf der SP-ICE-3 Steuerkarte ausgeglichen werden kann.
Vorfokussierende Strahlablenkeinheiten wie das AM-MODULE III nutzen eine Kombination aus beweglichen und festen Linsen vor den Scan-Spiegeln zur Fokussierung des Lasers. Um den Fokus in einer konstanten z-Ebene zu halten, wird die Linse bei jeder Bewegung nachgeführt und die Brennweite angepasst. Doch viele Fokusshifter können bei höherer Dynamik der Bewegung der XY-Spiegel nicht mehr folgen, was zu ungleichmäßigem Leistungseintrag im Pulver führen kann.
Um die Vorteile eines vorfokussierenden Systems und gleichzeitig die volle Dynamik der XY-Ablenkeinheit nutzen zu können, wurde die RAYVOLUTION DRIVE (RD) Technologie entwickelt. Sie basiert auf dem Tauchspulen-Prinzip und ermöglicht daher sehr schnelle Bewegungen der Linse. So kann sie der xy-Ablenkeinheit nahezu ohne Delay folgen und behält dabei stets eine stabile z-Lage des Fokus.
Zusätzlich erlaubt eine innovative Halterung die hochgenaue Ausrichtung und Führung der Linsen auch unter dynamischen Bewegungen und ermöglicht eine exzellente Abbildungsleistung des Linsensystems. Selbst Single mode Faserlaser oder spezielle Strahlformungen wie Ringmode Laser bleiben so nahezu ungestört. Die reibungsfreie Führung führt auch zu deutlich reduziertem Verschleiß und macht den RAYVOLUTION DRIVE nahezu wartungsfrei. Mit ihrer hohen Dynamik und Zuverlässigkeit im Produktionsumfeld ist die RAYVOLUTION DRIVE Technologie wie gemacht für die industrielle additive Fertigung. Sie sorgt für eine optimale Flachfeldkorrektur auch bei hohen Scangeschwindigkeiten im gesamten bis zu 900 x 900 mm² Bearbeitungsfeld. Zusätzlich ermöglicht die RAYVOLUTION DRIVE hochdynamische Scanstrategien wie Hatching bei gleichbleibender Fokuslage und macht das AM-MODULE III zur idealen Lösung für präzise und hochdynamische Anwendungen.
GEEIGNETE ERWEITERUNG
SCAN-FIELD-CALIBRATOR: PRÄZISE KALIBRATION VON MEHRKOPFANLAGEN
Kalibrierung des Überlappbereichs einer AM Maschine aus vier AM-MODULE III
Ein präzise kalibriertes Bearbeitungsfeld ist entscheidend für die Teilequalität einer AM-Maschine. Denn schlechte Kalibrierungen können das Produkt insbesondere bei Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt oder Medizintechnik schnell unbrauchbar machen. Außerdem stellt eine genaue und regelmäßige Kalibrierung sicher, dass die Maschine über verschiedene Chargen und Zeiträume hinweg gleichbleibende Teile produziert. Das ist für eine Serienproduktion bedeutsam. Doch die Kalibrierung von AM-Maschinen und insbesondere von AM Mehrkopfanlagen ist komplex und zeitaufwendig.
Um den Anwender hier zu unterstützen, gibt es den RAYLASE SCANFIELD-CALIBRATOR (SFC). Er vermisst das Bearbeitungsfeld mit typischerweise 49 x 49 Messpunkten voll automatisch und erstellt daraus optimierte Korrekturdateien für die Ablenkeinheit. Dabei bietet der SFC eine durchschnittliche Korrekturgenauigkeit im Prozessfeld von ± 15 µm, vergleichbar mit einer Koordinatenmessmaschine. Der komplette Kalibriervorgang wird über eine Benutzeroberfläche mit wenigen Klicks durchgeführt, verhindert einen Medienbruch und reduziert dadurch mögliche Fehlerquellen. So wird selbst die regelmäßige Kalibrierung von Multikopfanlagen in der AM Produktion zur bequemen Routine.
RAYSPECTOR: PROZESSOPTIMIERUNG MIT PYROMETER & KAMERA
„Daten sind das neue Gold.“ Denn sie erlauben eine Prozesssteuerung, -optimierung und Qualitätskontrolle. Deshalb ist es wichtig Daten bereits während des Herstellungsprozess zu sammeln. Doch die Prozessbeobachtung funktioniert nur reibungslos, wenn die Ablenkeinheit und die Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sind. Beispielsweise können On-Axis Daten nur sinnvoll interpretiert werden, wenn sie mit den Positionswerten der Spiegel kombiniert werden. Hierfür bietet das AM-MODULE III optimale Voraussetzungen, denn die Positionswerte der Galvos können z.B. gemeinsam mit den Daten eines Pyrometers über die SP-ICE-3 Karte zurückgelesen und bequem zu einer Heatmap zusammengefügt werden.
Highspeed-Kameraaufnahmen eines Schmelzbades mit Donut und Gauß Kaustik
Auch für eine Beobachtung des Schweißprozesses mit Highspeed-Kameras bietet die Kombination aus RAYSPECTOR und AM-MODULE III die passende Lösung. Dank RAYVOLUTION DRIVE kann die Abbildungsoptik der Kamera dynamisch und synchron zu den Scan-Spiegeln nachgeführt werden und ermöglicht so eine Beobachtung des Laserprozesses im Fokus. Diese Informationen sind bei der Prozessoptimierung interessant, da sie dem Anwender helfen, die Dynamik des Schmelzbades und mögliche Unregelmäßigkeiten zu erkennen und die Prozessparameter zu optimieren.
WEITERE PASSENDE ERGÄNZUNGEN
SP-ICE 3: KONTROLLKARTE MIT FEEDBACKFUNKTION
Die Schaltzentrale für laufzeitkritische Prozessschritte. Erlaubt die synchrone Ansteuerung von Ablenkeinheit, Laser und Peripherie und ein kombiniertes Zurücklesen von Scanner- und Sensorsignalen.
GUTE GRÜNDE RAYLASE ZU WÄHLEN
Das macht Raylase besonders
Systemblick statt Komponenten
Moderne Produktionsanlagen für die Laserbearbeitung sind meist spezifisch auf einen Prozessschritt ausgelegt und hochoptimiert. Deshalb ist es wichtig, bei der Auswahl der geeigneten Strahlablenkeinheiten auch das Zusammenspiel mit den anderen Maschinenkomponenten zu berücksichtigen. Bei RAYLASE haben wir daher immer die gesamte Lösung im Blick und bieten unseren Kunden Hilfestellung beim Zusammenstellen geeigneter Komponenten.
Umfangreiches Applikationswissen
Die Strahlablenkeinheit ist bei vielen Prozessen eine entscheidende Komponente. Denn häufig entscheidet sie, ob auf dem Bauteil die gewünschten Spotparameter und Bearbeitungsgeschwindigkeiten umgesetzt werden können. Um hier die optimale Lösung identifizieren zu können, unterstützen wir unsere Kunden bei der Auswahl der richtigen Strahlführungskomponenten und Sensorik und auch durch Simulationen der von unseren Kunden entwickelten Laserprozesse. Darüber hinaus unterstützen wir bei der Parametrisierung von Laser und Ablenkeinheit bzw. Softwarefunktionalität durch die Experten unseres Technical Competence Center TCC.
Vor Ort Unterstützung bei Inbetriebnahme und Service
Unsere Kunden sind die Experten für ihre Anwendung – wir die Experten für unsere Strahlablenkeinheiten. Deshalb unterstützen wir unsere Kunden bei der Inbetriebnahme unserer Produkte – wenn nötig auch direkt vor Ort. Damit stellen wir bei RAYLASE sicher, dass unser System optimal eingestellt ist und dauerhaft auch das liefert, was es kann.
Schulung The POWER OF WE Training am System
Moderne Laserablenkeinheiten sind komplexe Systeme. Deshalb ist es wichtig, ihre Eigenschaften gut zu kennen. Denn nur wenn die Anwender wissen, wie die verschiedenen Parameter ineinandergreifen, wird der optimale Prozess möglich. Aus diesem Grund legen wir bei RAYLASE viel Wert auf Schulungen zu unseren Produkten. Außerdem bieten wir unseren Kunden bei Bedarf auch vor-Ort Trainings direkt am System, um die Anwender zu einer selbständigen Nutzung zu befähigen.
The POWER OF WE
Gemeinsam erreicht man mehr. Davon sind wir bei RAYLASE überzeugt. Deshalb legen wir großen Wert auf eine partnerschaftliche Zusammenarbeit und eine offene Kommunikation auf Augenhöhe - von Experte zu Experte. Denn nur wenn wir gemeinsam die beste Lösung finden und diese in der Maschine umsetzen können, profitieren am Ende alle Beteiligten – Unsere Kunden, wir und auch die Endanwender.
