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MKS Instruments schließt die “Wiederholbarkeits-Lücke” in der Additiven Fertigung – Christian Dini, Director Global Business Development Ophir, im Interview mit TCT

Der fokussierte Laserstrahl sollte in allen Anwendungen den definierten Spezifikationen entsprechen. In der Medizintechnik kommt den Parametern jedoch eine besonders große Bedeutung zu. Lesen Sie einen Artikel dazu aus MEDengineering 6/2019

 

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Kevin Kirkham - Englische Version erschien in Photonics Spectra im Juli 2019

Die richtige Methode zur Messung von Hochleistungs-Faserlasern auszuwählen – mittels einer Kamera, einem schlitzbasierten Gerät oder einem berührungslosen Messgerät – erfordert Wissen über die Vorteile und Grenzen jeder Technologie.

Faserlaser werden in stetig wachsender Zahl über eine breite Palette von Anwendungen hinweg eingesetzt. Im Leistungsbereich zwischen 2 und 20 kW nimmt die Zahl der Laserprozesse in der Materialbearbeitung sowie in filigranen...

Von Dr. Ephraim Greenfield

Quellen mit intensiv gepulstem Licht - meist bekannt unter dem englischen Begriff Intensed Pulsed Light (IPL) - sind in der Dermatologie weit verbreitet. Die gepulsten Quellen werden entweder über die Luft oder mittels eines Kontaktgels, das etwaige Reflektionen verhindert, optisch mit der Haut gekoppelt. Doch wie lässt sich die Ausgangsleistung einer solchen IPLQuelle messen, wenn diese über das Kontaktgel mit der Haut des Patienten verbunden wird?

Ophir...

Gepulste Quellen oder LED effizient und kostengünstig messen

Thermische Sensoren messen Wärme. Aber bei welchen Wellenlängen arbeitet ein thermischer Sensor? Ophir bietet Sensoren zur Messung von Wellenlängen zwischen 150nm und 30μm. Die Sensoren nutzen dazu verschiedene Beschichtungen, um die Wärme des Lasers zu absorbieren. Jede Beschichtung hat eine eigene Absorptions-/Wellenlängenkurve, das bedeutet, jede Beschichtung verfügt über einen eigenen Bereich kalibrierter Wellenlängen. Sie können Ihren thermischen Sensor für unterschiedliche Messungen verschiedener Arten von...

Whitepaper von Jed Simmons Ph.D. & Kevin Kirkham

Laser, die heute in Produktionsprozessen genutzt werden, arbeiten auf deutlich höherem Leistungsniveau als noch vor zehn Jahren. Bei Laserschweißprozessen sind wir mittlerweile – dank der Faserlasertechnologie – bei durchschnittlichen Leistungen im Bereich mehrerer Kilowatt und das bei deutlich reduzierten Fokusdurchmessern. Ophir hat sich dieser Herausforderung gestellt und ein berührungsloses Messprinzip entwickelt, das auf der Rayleigh-Streuung basiert. Die Technologie, die in den BeamWatch Strahlprofilmessgeräten...

Wie sich LED-Module und LED-Leuchten schnell und zuverlässig messen lassen

 

Die Qualitätsanforderungen in der Automobilindustrie sind hoch, der Preis- und Zeitdruck auf die Zulieferer aber auch. Im Idealfall sollten Qualitätsprüfungen demzufolge schnell, kostengünstig, aber dennoch zuverlässig erfolgen. Vor dieser Herausforderung stand auch ein Zulieferunternehmen im Bereich LED-Leuchten für Fahrzeuge. Bevor die von dem Unternehmen entwickelten LED-Module in die Serienfertigung gehen sollten, wollte man sicherstellen, dass diese den...

Die Messung des M2 bei einer Laserquelle mit einer Wellenlänge größer als 1100nm gestaltet sich schwierig. Die meisten M2-Messgeräte nutzen eine Silizium CCD-Kamera, doch diese erfasst nur Wellenlängen bis maximal 1100nm. Die darüberliegenden Wellenlängen erfordern aufwändige manuelle Messaufbauten. In unserem Anwendungsbeispiel ging es um die Qualitätsprüfung von Lasern mit einer einstellbaren Wellenlänge zwischen 900 bis 1300nm. Als zentrales Kriterium forderte der Hersteller, dass alle Wellenlängen mit nur einem Gerät gemessen werden sollten....

In den vergangenen Jahrzehnten wurden Laser vermessen, um den Laser selbst korrekt zu justieren oder individuelle Prozesse zu optimieren. Eine Anbindung an einen PC und damit an ein Netzwerk war häufig nicht erforderlich. Doch die Anforderungen in Industrie und Forschung haben sich deutlich verändert: Die ermittelten Messwerte sollen in vielen Fällen an einem PC ausgewertet bzw. über ein Netzwerk an einen zentralen Datenspeicher übermittelt und analysiert werden. Big Data, Industrie 4.0 oder die Digitalisierung der Fertigung sind Schlagworte, die sich durch alle Branchen ziehen. Dieser...


Abb 1.: Operation mit einem Laser
Flickr creative commons image via CMRF Crumlin
Laserstrahlen liefern Energie ohne jeglichen physischen Kontakt und lassen sich darüber hinaus äußerst präzise steuern. Beides sind ideale Voraussetzungen für zahlreiche Anwendungen im weiten Feld der Medizintechnik: Laser werden anstelle eines Skalpells als...

Wissen Sie, warum Ihr Laser immer länger benötigt, um das gleiche Teil zu schneiden? Es liegt daran, dass Laser sich mit der Zeit verändern. Niemand ist erstaunt, wenn sich mechanische Schneidwerkzeuge mit der Zeit abnutzen und irgendwann abbrechen. Laser, die mit der enormen Intensität von Lichtstrahlen Metall ohne direkten Kontakt zum Material schweißen oder schneiden, scheinen resistent zu sein gegen langfristige Änderungen. Aber wir wissen, dass sie sich selbst im Laufe von wenigen Monaten dramatisch verändern können. Das führt zu geringen Schneidgeschwindigkeiten und schlechter...

Mit einem Laser zu schweißen, ist heute weit verbreitet. Dennoch erfordern manche Anwendungen des Laserstrahlschweißens das Know-how eines Experten und individuell angepasste Lösungen.
 
Einer unserer Kunden im Schiffsbau arbeitet mit einem sehr leistungsfähigen Faserlaser. In der Regel schweißt das Unternehmen damit kleine Metallteile. Für eine Anwendung im Großformat-Bereich benötigte das Unternehmen einen neuen Prozess.
 
Große Teile im Schiffsbau schweißen
Das Unternehmen wollte große...

Thermische Sensoren können über viele Jahre hinweg ohne Reparaturen verwendet werden, wenn sie in einem korrekten laseroptischen Aufbau verwendet werden. Davon sind wir bei Ophir überzeugt. Allerdings erhalten wir häufig Sensoren zur Kalibrierung, an denen wir ablesen können, dass fehlerhafte Anwendung zu einem frühen Verschleiß führt. Im Laufe der Jahre identifizierten wir drei wesentliche Gründe, die die thermischen Sensoren außerhalb ihrer Toleranzen führen:

Ein Strahlprofilanalysesystem kauft man in der Regel nicht von der „Stange“. Strahldiagnose ist sehr komplex und es gilt, zahlreiche Parameter zu beachten: Ist der Sensor empfindlich genug oder zu empfindlich, reicht der Durchmesser, verfügt er über eine ausreichend große Dynamic Range, wie lassen sich die Ergebnisse mit der Software darstellen? Fragen über Fragen, die sich zum Teil sicher aus der Distanz beantworten lassen; einige tauchen aber erst beim Messaufbau überhaupt auf oder lassen sich nur praktisch am Beispiel zeigen. Wir sehen unsere Live-Demonstrationen...

Der Ophir EA-1 Ethernet Adapter bindet Ophir Sensoren schnell und einfach in bestehende Ethernet-basierende Netzwerke ein. Zahlreiche Kunden schätzen das Gerät und nutzen es seit der Einführung vor einigen Jahren sehr erfolgreich in Labor oder in Produktionsumgebungen. Der große Vorteil daran: Das Setup ist sehr einfach strukturiert, allerdings tauchen bei der Installation eines Ethernet-Geräts häufig Fragen in Bezug auf die IP-Adresse auf. Diese zu beantworten, ist Ziel dieses Tutorials.

 

Bevor wir uns den Detailfragen widmen, möchten wir Sie auf unsere „...

Unsere heutige Technologie lässt uns in Daten ertrinken. Diese Aussage trifft im Marketing und in der Betriebswirtschaft ebenso zu wie bei der Messung Ihres Lasers. Es gibt alle Arten von Größen, die Sie messen können. Allerdings lohnt es sich nicht, etwas zu messen, wenn Sie gar nicht planen, diese Information zu verwenden.

Wenn Sie Unternehmer sind, finden Sie allerlei Statistiken und Informationen über Ihren Markt. Welche Daten Ihnen dabei helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen, entscheiden alleine Sie. Wenn Sie einen Laser nutzen, gibt es ebenfalls...
Derrick Peterman, Northern California Sales Manager, Ophir

Laser werden in unzähligen Produktionsprozessen eingesetzt, ihre Ausgangsleistung steigt immer weiter und die Strahldurchmesser werden stetig kleiner. Das Ziel: Es soll noch schneller und präziser produziert werden. Um dabei eine gleichbleibend hohe Qualität zu erzielen, gilt es, das Strahlprofil im Fokus dieser Laser zu kennen. Allerdings gilt es einige Herausforderungen zu meistern, um diese Daten gewinnen zu können.

Gemessen werden soll das Strahlprofil eines 4 kW-Lasers mit einem Fokusdurchmesser von 150...

Welchen Sensor für welche Messaufgabe? Den geeigneten Sensor zur Messung eines Laserstrahls (die meisten Sensoren messen übrigens auch andere Arten breitbandigen Lichts) zu finden, ist und bleibt eine kniffelige Aufgabe. Mit einigen grundlegenden Kriterien an der Hand wird Ihnen die Wahl aber deutlich leichter fallen:

  • Ihre Messaufgaben – Möchten Sie die mittlere Leistung oder gepulste Energie messen? Wenn Sie Leistung messen möchten, wählen Sie einen thermischen oder einen Photodioden-Sensor. Wenn es um Energie geht und die...

Interessante Anwendungen beispielhaft erklärt

Ophir bietet eine enorme Bandbreite unterschiedlicher Messköpfe, die in einer Vielzahl von Anwendungen genutzt werden. Einige unserer Experten aus den USA stellen Anwendungsbeispiele in kurzen Videos vor.

 

Keiner kann es vorhersehen: Wird sich die E-Mobilität in unserem Land durchsetzen? Von der Politik vielfach gefordert, von Wissenschaftlern mit Skepsis betrachtet – die Zukunft des Automobils erhitzt die Gemüter gerade in Deutschland. Das ist nicht verwunderlich, immerhin zählt die Automobilbranche laut statistischem Bundesamt im Februar 2018 828.540 Beschäftigte und das Kraftfahrtbundesamt meldet knapp 64 Millionen zugelassene Fahrzeuge. Eines ist jedoch sicher: Die neuen Fertigungskonzepte und Technologien der E-Mobilität...

Bei der Entwicklung von BeamWatch AM zeichneten wir nicht nur Diagramme und überlegten uns am runden Tisch spannende Funktionen. Wir sprachen mit zahlreichen erfahrenen Herstellern von Selective Laser Melting (SLM)-Maschinen, um ihre Anforderungen kennenzulernen und zu erfahren, welche Parameter sie im Besonderen interessieren würden. Schritt für Schritt entstand daraus ein kompaktes und schnelles Messgerät, das ein präzises Bild des Strahls liefert. Während der finalen Entwicklungsphase führte die Fraunhofer-Einrichtung für Additive...

Automatisiertes Laserschweißen ist ein großes Thema in der modernen Fertigung und immer neue Applikationen werden erschlossen. Ganz oben auf der Prioritätenliste steht dabei die Optimierung und Sicherung der Qualität. Schließlich lässt sich die Schweißnaht selbst nur durch materialzerstörende Stichproben- oder zeit- und kostenintensive Ultraschalluntersuchungen prüfen. Findet man tatsächlich Schwachstellen bei einer solchen Prüfung, müssen die Schlechtteile aussortiert werden, nachdem bereits alle Kosten der Wertschöpfungskette angefallen sind. Deutlich günstiger ist es, die...

ISO-Standardisierte Messungen mit BeamWatch AM

 

BeamWatch AM ist das neueste Mitglied der Ophir BeamWatch Serie zur Strahlprofilmessung. Es wurde gezielt für die Anwendung in der Additiven Fertigung entwickelt, um der Industrie eine berührungslose Echtzeitmessung des Laserstrahls auf der Bearbeitungsebene zu ermöglichen. In umfangreichen Testserien wurde nachgewiesen, dass standardisierte und reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden. Wie, zeigt dieser Beitrag. Die umfassend getesteten Spezifikationen finden Sie in Tabelle 1.

 

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Messungen in der Nuklearen Magnetresonanz-Spektroskopie

 

Laser mit exotischen Wellenlängen und außergewöhnlichen niedrigen Durchschnittsleistungen stellen Standard-Messgeräte vor große Herausforderungen. In der Regel reicht es nicht aus, nur eine Messtechnik für sich einzusetzen. Zwar bietet jede Technologie Vorteile, sie bringt aber auch Einschränkungen mit sich. Erst die Kombination unterschiedlicher Messprinzipien gewährleistet es, durch mehrfache Validierung vertrauenswürdige Ergebnisse zu erhalten.

 

In der Nuklearen...

Das Profil von Laserstrahlen mit einem Strahldurchmesser kleiner als 10 Mikrometer (1) zu messen, zählt zu den größten Herausforderungen im Bereich der Laserstrahlanalyse. Dies liegt darin begründet, dass zur Strahlanalyse klassischerweise CCD-Kamera-Arrays mit einer Pixelgröße von 3-10 Mikrometern eingesetzt werden, um den Strahl ohne Vergrößerung zu analysieren. Bei einem extrem kleinen Strahl liegen allerdings nicht genügend Pixel innerhalb des Fokusdurchmessers, um ihn aussagekräftig zu analysieren. Die hohe mechanische Präzision der Strahlprofil-Messgeräte und die Tatsache, dass die...

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