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

Reditech Group verwerft participatie in Manutechs uit Singapore

Historische herziening van het Internationaal Stelsel van Eenheden

Naar een doorbraak van de directe diodelaser - artikel

Klein maar fijn: JUMO dTRANS T08 en S08 - advertorial

Winnaars van EIT Awards 2018 bekendgemaakt

Engineering studenten uitgedaagd tijdens Olympiade

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Club onderhoudsmanagers

Mercure Hotel - Roeselare

van 19/03/2018 tot 26/11/2018

Expert in onderhouds­management - modulair programma

Bluepoint Antwerpen

van 19/04/2018 tot 22/11/2018

Inleiding in de machinebouw

Zwijnaarde (Gent)

van 10/09/2018 tot 3/12/2018

Club Logistiek & Supply Chain Managers

Hotel-restaurant Van Der Valk Nazareth

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

Sales Academy: verbeter uw bedrijfsresultaten

Bluepoint Brussel

van 20/09/2018 tot 22/11/2018

Facility manager: 10 aparte modules

Zwijnaarde (Gent)

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

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”.

Meest gelezen nieuws

Haven Gent en Zeeland Seaports fuseren tot North Sea Port

Logistieke oplossingen gezocht voor hoge kosten leeggoed

LRM investeert 250.000 euro in fietsleasing-bedrijf

Vorig jaar 25% meer warmtepompen geïnstalleerd

40% meer ruimte voor groene energie dankzij slimme netten

Ecochem investeert 10 miljoen in uitbreiding Willebroekse fabriek (+video)

Keuze van de redactie

(15/11) Infrabel test drone in strijd tegen kabeldiefstallen

(14/11) Angelique Van Ombergen wint Vlaamse PhD Cup 2018

(12/11) Winnaars European Social Innovation Competition 2018 bekend

(12/11) Polestar evalueert sterkte koolstofvezel

(7/11) Europees project voor ombouw van kolencentrale naar biomassa

(7/11) Snelle energieopslag in machine-aandrijvingen leidt tot lagere kosten

>> 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...

Solar@Sea start eerste praktijktest voor offshore solar system

In de haven van Den Helder is een drijvend dunne-film solarsysteem te water gelaten, waarop de invloed van algengroei, vervuiling, zoutafzetting en weersinvloeden zal worden geanalyseerd.

TCS en ENGIE Laborelec beschermen nutsbedrijven tegen cyberaanvallen

Tata Consultancy Services (TCS), een internationale aanbieder van IT-diensten, consultancy en IT-oplossingen voor bedrijven, gaat samenwerken met onderzoekscentrum ENGIE Laborelec.

Vlaams Actieplan Asbestafbouw pakt 2,3 miljoen ton asbest aan

De Vlaamse regering heeft 27,2 miljoen euro vrijgemaakt voor 2018 en 2019 ten behoeve van asbestverwijdering in scholen, woningen en andere gebouwen, en asbestinzameling op recyclageparken.

CEBIT 2019: d!talk bespreekt de toekomst van digitale transformatie - uitnodiging

Topconferenties concentreren zich op de sleuteltechnologieën en gebruikersindustrieën. Een initiële groep sprekers heeft al bevestigd. De universiteit Hannover ontwikkelt het d!talk-design.

Onderzoek naar elektronen in 1,58 dimensies

Het is bekend dat elektronen zich heel anders gedragen in drie dimensies (kubus), twee dimensies (vlak) of één dimensie (draad), maar wat gebeurt er als elektronen in 1,58 dimensies leven?

Startup Hyperlane breekt internationaal door

De Hasseltse startup heeft een partnership gesloten met het Amerikaanse Pixel & Tonic (Craft CMS). Het bedrijf koos voor Hyperlane als een van hun drie geprefereerde hosting partners.

Uniflex UWT 2.2 buisoprolsysteem nu met regelbare snelheid - techniek

Uniflex, de fabrikant van felsmachines uit het Duitse Karben, heeft een nieuwe functionaliteit toegevoegd aan het al goed bekende gemotoriseerde buisoprolsysteem UWT 2.

1 op de 5 bedrijven vorig jaar slachtoffer van fraude

Uit een studie van het adviesbureau BDO België blijkt dat 20% van onze bedrijven vorig jaar te maken kreeg met fraudeurs. De schade bedroeg gemiddeld 150.000 euro per incident.

Kontron introduceert nieuwe ZINC CUBE SKD

De nieuwe ZINC CUBE SKD Embedded Server van Kontron is bij uitstek geschikt als compacte server voor industriële toepassingen dankzij zijn hoge prestaties, zijn grote geheugen en zijn robuuste ontwerp, dat een hoge weerstand biedt tegen schokken en trillingen. Hij is verkrijgbaar met krachtige Intel Xeon D-2100-processors. >>

Partners