Scheibenlaser mit intelligentem Innenleben

Der Laser- und Lasersystemhersteller Trumpf hat die neueste Generation seiner TruDisk Scheibenlaser vorgestellt. Es handelt sich hierbei um die bisher fortschrittlichsten High-Power-Festkörperlaser auf dem Markt. Besonderes Merkmal: Das intelligente Innenleben. Damit schafft die neue Scheibenlasergeneration optimale Hardware-Voraussetzungen für eine digitalisierte Zukunft und Industrie 4.0. Die Möglichkeit zukünftiger Zustands- und Trendanalysen, auch bekannt als Condition Monitoring und Predictive Maintenance, ist eine Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Implementierung des Lasers in digitalisierten und vernetzten Fertigungshallen.

Die Condition Based Services sind ein Baustein von TruConnect, der Trumpf Technologie für die vernetzte Fertigung und Industrie 4.0. Sie erhöhen die Verfügbarkeit und Produktivität vernetzter Lasersysteme und identifizieren Einsparpotenziale.

Dreh- und Angelpunkt der intelligenten Strahlquelle ist die neue Steuerung im Inneren, die sogenannte CPX. Sie ist das Gehirn des Lasers, hier laufen sämtliche Zustandsdaten und Prozessparameter zusammen. Unterschiedlichste Sensoren erfassen während des Bearbeitungsprozesses beispielsweise die tatsächliche Laserleistung im Mikrosekundentakt, alle internen und externen Signalverläufe, sowie die Auslastung der Strahlquelle oder den Zustand zusätzlicher Komponenten. Mit einem cleveren neuen Feature erhöht die TruDisk Generation die Datenqualität dieser Messwerte deutlich: Das sogenannte Precision Time Protocol synchronisiert alle Sensoren und verpasst ihnen einen identischen Zeitstempel. Und jetzt kommt der Clou: In Zukunft wird das Unternehmen mit Hilfe der Condition Based Services diese – im Vorfeld vom Kunden freigegebenen – Daten und Parameter auswerten, Algorithmus-basierte Trendanalysen durchführen und gezielt Maßnahmen ergreifen können, um mögliche Ausfallrisiken der Laser im Vorfeld zu bestimmen und ungeplante Stillstände zu vermeiden.

Die zweite entscheidende Weiterentwicklung im Inneren der Scheibenlaser sind die neuen Laserdioden, die das Unternehmen in seinem US-amerikanischen Werk in Princeton, New Jersey, entwickelt und produziert. Die Laserdioden sind kompakter und gleichzeitig energieeffizienter. Das senkt nicht nur die Betriebskosten, sondern reduziert auch die Aufstellfläche des Lasers. Letztere ist mit 0,85 Quadratmeter der Benchmark für Multikilowatt-Hochleistungslaser. Auf dieser kleinen Fläche ist auch die intelligente Kühlung des Lasers integriert, die Zulauftemperaturen des Kühlwassers von bis zu 26 Grad Celsius ermöglicht. Daher ist in den meisten Fällen kein externes Kühlaggregat mehr notwendig.

Um die Energieeffizienz der Scheibenlaser Generation zu steigern, wurde der Laser mit einer neuen Pulsfunktion ausgestattet. Diese erlaubt es, selbst bei sehr kurzen Laser-Off-Zeiten zwischen zwei Bearbeitungsschritten den Strom der Pumpdioden auf null Ampere herunterzufahren. Hinzu kommt ein intelligentes Energiemanagement, bei dem der Laser je nach Arbeitsvorgang zwischen verschiedenen Energiesparmodi wechseln kann. Das reduziert den Energieverbrauch auf ein Mindestmaß. Der ebenfalls überarbeitete Optikaufbau des Scheibenlasers sorgt für eine optimale Ausnutzung des Dioden-Pumplichts.

Dank Echtzeitleistungsregelung liefert er eine stabile Laserleistung am Werkstück – und zwar über die komplette Lebensdauer des Systems. Zudem ist er technologiebedingt unempfindlich gegen Laserstrahlung, die vom Werkstück reflektiert wird. Im Klartext: Der Scheibenlaser ist extrem robust und für den rauen industriellen Einsatz bestens geeignet. Dank modularem Aufbau lassen sich einzelne Komponenten und Funktionen auch vor Ort nachrüsten. Dabei ist das Anwendungsspektrum des Lasers sehr breit: Vom Automobilbau über die Luft- und Raumfahrt, sowie der Medizintechnik und Elektronik bis hin zur Zuliefer- und Schwerindustrie – TruDisk Scheibenlaser fügen, beschichten, generieren, härten und trennen dank hoher Strahlqualität zuverlässig und stets reproduzierbar mit hoher Qualität.