BLauer Laser

Eine flexible, umweltfreundliche Lösung

BLAUE Laser - eine flexible, umweltfreundliche Lösung für Markier- und Schneidanwendungen

Der neueste blaue Laser ist eine kompakte, sofort einsatzbereite und kostengünstige Alternative zum herkömmlichen CO2-Laser und bietet robuste, industrietaugliche Lösungen bei Anwendungen für Einsteiger. Noch nie war es so einfach, Innovationen in die Produktionslinie zu integrieren.

Der Kohlenstoffdioxid(CO2)-Laser war eine der frühesten mit Licht im Infrarotbereich (IR) entwickelten Gaslasertechnologien. Seit seiner Markteinführung vor mehr als 50 Jahren ist dieser Titan der Branche dank seiner Leistung, Geschwindigkeit und Präzision zu einem nicht mehr wegzudenkenden Bestandteil industrieller Fertigungsprozesse geworden. Im Zuge rasant wachsender Technologien auf den Gebieten von E-Mobilität, Leistungselektronik und Lebensmittel-Branding steigt inzwischen aber die Nachfrage nach einem Laser der nächsten Generation.


Deshalb „Bühne frei“ für das neue Talent in der Fertigung: eine flexible, umweltfreundliche Lösung für Markier- und Schneidanwendungen im niederpreisigen Produktsortiment. Der blaue 450-nm-Laser mit Scansystemen von 6 bis 11 W steht bereit, um in diesem dynamischen Markt einen nachhaltigen Eindruck zu hinterlassen. Er bietet vielfältige potenzielle Lösungen in einem noch weitgehend unerschlossenen Leistungsbereich, für den er besonders gut geeignet ist.

Grafik blauer Laser

Hohe Absorption

Zu Beginn des Jahrhunderts brachten Fortschritte in der Halbleiter-Lasertechnik und die Entwicklung von Direktdiodenlasern (DDL) den blauen Hochleistungslaser in kommerzielle Fertigungsanwendungen. Er revolutioniert nun die noch junge Elektrofahrzeug-Branche.

Blauer Laser in der Anwendung

Eine vor Kurzem von der Nasdaq durchgeführte Marktforschung sagt einen „wachsenden Bedarf der Verbraucher an schnelleren und präziseren Massenproduktionstechniken mit geringerem Energieverbrauch“ voraus. Für die Industrie in allen Teilen der Welt bedeutet dies: Eine geringere Energieabgabe, weniger Kunststoffverpackung und weniger CO2-Emissionen sind nun Must-have-Kriterien. Im Zuge der wachsenden Nachfrage nach umweltbewussten Produktionsprozessen eröffnen neuere Technologien im blauen Bereich Möglichkeiten bei der Bearbeitung bestimmter Werkstofftypen. Bei diesen Werkstoffen wird die im Vergleich zu Infrarotlasern geringere Leistung durch höhere Absorptionswerte kompensiert, beispielsweise bei stark reflektierenden Werkstoffen.

Ein entscheidendes Maß für die Effizienz in der Werkstoffbearbeitung wird dadurch bestimmt, wie leicht Absorption erreicht wird. Viele Werkstoffe weisen bei 10,6 μm – einer der häufigsten Wellenlängen für CO2-Laser – eine geringe Absorption auf. Mit dem blauen 450-nm-Laser kann mit höherer Absorption die gleiche Bearbeitungseffizienz mit geringerer Leistung (und gleicher Geschwindigkeit) erzielt und so Energie gespart werden. Neben den Energiesparvorteilen durch höhere Effizienz liegen die Vorteile des blauen Lasers in diesem Bereich in seiner höheren Zuverlässigkeit, längeren Lebensdauer, dem geringeren Platzbedarf und der einfachen Integration.

Anwendung Blauer Laser bei Karton

Damit betritt eine ganz neue Generation blauer Laser die Bühne, die sich anschickt, auf Gas basierende Lösungen für eine Vielzahl industrieller Prozesse zu ersetzen, die flexiblere Konzepte erfordern, beispielsweise beim Markieren und Beschriften, Schneiden von Textilien, Dünndrahtschweißen sowie Löten mit Draht und Paste.

Wie genau verhält sich der blaue Laser im Vergleich zu herkömmlichen CO2-Systemen?

Den Goliath herausfordern - BLAU im Vergleich zu CO2

Als „Kraftpaket“ der industriellen Laserverarbeitung ist der CO2-Laser der Dauerstrichlaser (englisch „continuous wave“, daher auch als cw-Laser bezeichnet) mit der höchsten Leistung, der derzeit zur Verfügung steht. Diese Laser beherrschen nicht nur den Markt, sondern auch den Raum, den sie an der Produktionslinie einnehmen. Traditionelle CO2-Laser (mit Laserkopf und Antriebssystem) benötigen, um mehr Leistung zu erzeugen, auch einen größeren Raum – was sie zu einer kostspieligen Anschaffung für den Premiummarkt macht. Fest installierte Gasrohre, die sowohl mit einem aktiven Gas nachgefüllt (begrenzte Lebensdauer) als auch gekühlt werden müssen, führen zu aufwändigen Wartungsverfahren. Wenn eine Verarbeitung außerhalb des Wellenlängenbereichs von 10,6 μm erforderlich ist, braucht der CO2-Laser schlicht und einfach mehr Leistung und nimmt deshalb ein größeres Volumen ein. Dies führt zu deutlich geringeren elektrisch-optischen Wirkungsgraden. Fehlende Flexibilität hinsichtlich Leistung, Mobilität, Strahlbreite und Spotgröße bedeutet, dass der CO2-Laser nicht so ohne Weiteres für heiklere Markierprozesse angepasst werden kann.

TRAGBAR

Im Gegensatz dazu hat der blaue Laser ein äußerst kompaktes Format, lässt sich bequem tragen und einfach ohne komplizierte Spiegelsysteme in jeden Rahmen, an einer CNC-Maschine oder einem 3-D-Drucker installieren. Er kann zudem ohne Beschädigungsgefahr einfach versendet werden. Dank seines günstigen „Steckdosenwirkungsgrads“ („wall-plug efficiency“, d. h., dem Verhältnis von abgegebener, optischer Leistung zur aufgenommenen elektrischen Leistung) stellt die Integration eines kompakten, kostengünstigen blauen Lasers mit 6 bis11 W in eine vorhandene Produktionslinie mit Standard-Scankopfsystemen als Alternative zu einem CO2-Laser mit 30/50 W eine praxistaugliche Lösung für viele typische Anwendungen dar. Und dabei nimmt er nur bis zu einem Zehntel des Raums eines üblichen CO2-Lasers ein.

WIRTSCHAFTLICH

An dem zu CO2 entgegengesetzten Ende des Wellenlängenspektrums gilt der blaue Diodenlaser allgemein als eines der effizientesten Lasertechniksysteme, die es gibt. Da er nur eine Leistung im einstelligen Wattbereich benötigt, ist der blaue 450-nm-Laser ein praktischer Ersatz für die 10,6-μm- Strahlung. Während der CO2-Laser einen Steckdosenwirkungsgrad von ca. 3 bis 5 % hat, erreicht dieser Wert bei der mit blauen Dioden arbeitenden Technik ca. 35 bis 40 %.

ZUVERLÄSSIG

Die sehr hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit eines solchen blauen Lasers schneidet im Vergleich zu Markiersystemen mit 10-, 30- oder 50-W-CO2-Lasern sehr gut ab. Durch seine unglaubliche Präzision mit einem kleinen Markierspot erledigt er die erforderlichen Aufgaben schneller und verursacht weniger Kollateralschäden. Die erzielten Leistungseinsparungen ermöglichen eine lange Haltbarkeit mit einer erwarteten Lebensdauer von mehr als 20.000 Stunden. Das ist ein eindeutiger Pluspunkt und ein überzeugendes Argument, wenn es um Umweltverträglichkeit geht.

Größenvergleich: IRYS 6 W und 11 W neben 10 W CO2 und 30 W CO2

GRÖSSENVERGLEICH:
IRYS 6 W und 11 W neben 10 W CO2 und 30 W CO2

Hier sind nur drei Beispiele, wie der leistungsarme blaue Direktdiodenlaser voll zur Geltung kommt und als Alternative mit vergleichbaren oder sogar besseren Ergebnissen den CO2-Laser herausfordert. Vom Löten stark reflektierender Materialien, wie sie bei THT- und SMD-Bauelementen zum Einsatz kommen, über das Schneiden und Markieren von Pappe/Karton, Holz und organischen Textilien bis zur heiklen Aufgabe des Lebensmittel-Brandings:

ANwendungsbeispiele 

Die ideale Kombination, um Zeit und Geld zu sparen - RAYLASE RL-III-10 UND LYOCON IRYS 6-11W

Der IRYS 6-11W von Lyocon und der RL-III-10 von RAYLASE bilden zusammen eines der ersten Lasermarkiersysteme mit blauem Laser, das in Verbindung mit einer Scan-App für Anwendungen wie Markieren und Laserlöten eingesetzt wird. Durch ihre partnerschaftliche Zusammenarbeit bieten die beiden Unternehmen Highspeed-Systeme mit höchster Präzision für eine Vielzahl möglicher Anwendungen aus den verschiedensten Marktbereichen. Da die Materialien, die für die genannten Anwendungen in Frage kommen, eine deutlich höhere Absorption aufweisen, ist die Leistung der blauen Lasertechnologie im Vergleich zu CO2-Systemen mit 10, 30 oder 50 W mehr als ausreichend. Genau darin besteht die Innovation – nun können mit deutlich weniger Leistung die gleichen Ergebnisse erzielt werden (möglicherweise sogar schneller), und dies mit geringerem Energieverbrauch und auf erheblich kleinerem Raum.

Das Direktdiodenlaser-Markierungssystem IRYS 6-11W ist ein galvanometrisches Highspeed-Markierungssystem mit einem blauen 450-nm-Laser, das sich im Vergleich gegenüber einem der üblichen CO2-Markierungssysteme mit 30/50 W sehr gut behaupten kann. Dank seines äußerst kompakten Formats lässt es sich viel leichter in eine bestehende Produktionslinie integrieren als der entsprechende CO2-Laser. Die Strahlführung übernimmt der Scankopf RL-III-10 von RAYLASE, der mit einem F-Theta- Objektiv fokussiert wird.

IRYS 6+11W

IRYS 6+11W

IRYS 11W+RL

IRYS 11W+RL

Der neue Scanner RAYLASE RL-III-10 ist eine robuste, kompakte und leichte Zweiachsen-Ablenkeinheit, die sehr hohe Schreib- und Positioniergeschwindigkeiten mit einem hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnis bietet. Mit seiner für den Laser IRYS 6-11W von Lyocon „maßgeschneiderten“ Spiegelbeschichtung mit einem Reflexionsgrad von 99,9 % und den extrem kleinen Spotdurchmessern eignet er sich für Markierungsaufgaben während der Bewegung (Marking On The Fly, MOTF) mit niedrigen Rausch- und Driftwerten bei Wahrung eines guten Arbeitsabstands vom Werkstück.

RL-III-10

Die Vorteile für Sie

  • Einfach, effektiv und präzise
  • Kompakte Bauform
  • Schnelle Markierergebnisse
  • Hohe Fokussierbarkeit
  • Flexible Positionierung über dem Werkstück Geringe thermische
  • Belastung und weniger Kollateralschäden
     

LASER MIT GERINGERER LEISTUNG FÜR HÖHERE PRODUKTIVITÄT

Im Vergleich zu CO2-Lösungen in ähnlichen Anwendungen ist die Technologie mit blauem 450-nm-Laser besser als Einsteigersystem für die Produktmarkierung sowie zum Schneiden und Löten geeignet. Diese kostengünstige Lösung mit geringerer Leistung garantiert hochpräzise Ergebnisse in guter Qualität. Mit seiner kompakten Bauform und langen Lebensdauer stellt der blaue Laser zudem eine einfach zu installierende Investition mit geringem Risiko dar. Das ist ein kleiner Schritt in Richtung einer großen Innovation.

 

Eine europäische Partnerschaft - RAYLASE GMBH UND LYOCON LASER SOLUTIONS & CONSULTING

Die RAYLASE GmbH bietet mit dem italienischen Laserspezialisten Lyocon als Partner eines der ersten blauen Lasersysteme mit einem Scankopf, das als Alternative zu CO2-Lasern in einer Vielzahl von Anwendungen konzipiert ist.

Logo Lyocon

Lyocon wurde 2014 gegründet und war das erste Unternehmen, das die innovative blaue Lasertechnologie in diesem Leistungsbereich und für die beschriebenen Anwendungen in den Mittelpunkt seiner Tätigkeit gestellt hat. Die Unternehmensgründerinnen Paola Zanzola und Alessandra Sala bringen 18 Jahre Erfahrung auf dem Lasermarkt mit Schwerpunkt Markieren und Löten mit. Heute konzentriert sich das Unternehmen auf Konzeption, Entwicklung und Planung von kundenspezifischen Lasern und damit verbundenen Systemen.

Seine Produkte mit blauem Laser für galvanometrische und Plotter-Markierungssysteme werden in vielfältigen Anwendungen vom Markieren und Schneiden von Textilien über das Markieren organischer Werkstoffe, Kennzeichnung und Sicherheitsmarkierung für Verpackungen und Pharma bis hin zur Highspeed-Markierung für die Rückverfolgbarkeit und zum Löten von PCB-Bauelementen eingesetzt.

Mit seinen auf fundierte Fachkompetenz und patentierte Technologie gestützten, nach Kundenvorgaben gefertigten Lasersystemen versteht sich das Unternehmen als Partner seiner Kunden bei kreativen Projekten vom Prototypen über Tests bis hin zur Produktion.

Die Scanlösungen von RAYLASE passen perfekt zur Lasersuite von Lyocon. „RAYLASE ist auf dem Weltmarkt bekannt und genießt einen hervorragenden Ruf. Durch die Zusammenarbeit mit RAYLASE können wir nun die Vorteile und Vielseitigkeit der blauen Technologie einem breiteren Zielpublikum präsentieren“, so Paola Zanzola, CEO von Lyocon.

Frau im Labor
Mann im Labor
PDF: Blauer Laser

Quellen: Nasdaq.com, Optics&Photonics (osa-opn.org), RAYLASE GmbH, Lyocon.com, The Guardian Sustainable Business.

Bernhard Dauner

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Bernhard Dauner

Technical Sales Manager

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