laserquellen für die anwendung laserschneiden 2. juli 2009roland stöckli
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Laserquellen für dieAnwendung Laserschneiden2. Juli 2009Roland Stöckli
R. Stöckli© 2009 BystronicLaserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2
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Gliederung
1.Laserschneiden2.CO2 Laserquellen3.Potential4.Alternativen
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·1985 gegründet·Tätigkeitsfeld:Systeme für dieBlechbearbeitung·Hauptsit2:Niederön2 (CH)·Seit 1994 Teil derCon22eta Holding
1. LaserschneidenBystronic
Umsat2 : 793 Mio. CHF (2008)Mitarbeitende: 1524 (Auszubildende 75)
Europa://42 (575 in CH)USA: /02 Asien 280
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1. LaserschneidenBystronic
Kernaktivitäten:·Laserschneiden·Wasserstrahlschneiden·Biegen·Handling & Automation·Software & Control·Service & Support
Entwicklung:Bystronic beherrscht sämtliche Schlüsseltechnologien und-komponenten
1.LaserschneidenLaserschneidanlage
Laserschneidanlage BySpeed 3015 mit Byaser6000
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.LaserschneidenStrahlengang Resonator=Werkstück
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1. LaserschneidenVerfahrensparameter Schneiden
Laserstrahl
Linse
Düse
Prozessgas:
Werkstück
·Laserstrahleigenschaften·Brennweite, 5/7.5 Zoll·Prozessgas·Düse·Blechsorte·Schneidparameter:
-Geschwindigkeit-Prozessgasdruck-Fokuslage
1. LaserschneidenStrahlpositionierung
Fokussierter Laserstrahl (Leistung P)
beugungsbegrenztMulti-mode (M2>/)
Fokusradius
Werkstückoberkante
Fokuslage z0Werkstückdicke D
Fokusebene
WerkstückunterkanteFokuslänge zR
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2 * Fokusradius R. Stöckli
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1. LaserschneidenBrennschneiden mit Sauerstoff 02:
Einfluss der Düse (als Beispiel)
·Baustahl 20mm geschnitten miteiner Standarddüse .·Baustahl 20mm geschnitten mit
neuer optimierten Düse für dasNiederdruck-Schneiden .·Vorteile:
Top Qualität der Oberfläche .·Höhere Prozessstabilität in derProduktion.
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1. LaserschneidenUniversalwerkzeug Materialbearbeitung
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2. CO2 Laserquellen
Industriell genut2te CO2=Laser
·Schnell, längs geströmter CO2 Laser (DC- und HF-Gleichstrom angeregt (DC)Hochfrequenz angeregt (HF, RF)
·Diffusionsgekühlter CO2 Laser (Coaxial und Slab)·Langsam, quer geströmter CO2 Laser
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2. CO2 LaserquelleSchematischer Aufbau FFL
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2. CO2 LaserquelleLeistungssteigerung, Faltung
·Serieschaltung mehrerer aktiver StreckenStrahl
500W+ 500W+ 500W = /500W
·Faltung
= 3000 W
2. CO2 LaserquelleLeistungssteigerung, Faltung
• Faltung in mehreren EbenenEndspiegel
Ausgangsfenster
"16=Strecken=ResonatorDFaltspiegel
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2. CO2 LaserquelleLaserschneidpro2ess
·Laserschneiden erset2t TechnologienNibbelnSägenFräsen (Ausfräsen von Flachteilen)Stanzen (kleinere Serien, mittlere Serien,.. )
·Vorteile LaserschneidenSchnelles VerfahrenRelative Genauigkeit (+/- 0./mm)Hohe Effizienz des GesamtprozessesFlexibilität (Form, Dicken der Teile und Mengen)Durchgängigkeit vom CAD zum fertigen Teil
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3. Potential
• Energiebilan2 verbessernElektronische Anregung mit FETStandby der El. Anregung - Endstufen stromlosVerbesserung des LaserwirkungsgradesVerwendung von verlustarmem VerdichterAbsenken der Verdichterdrehzahl im StandbyAbsenken der Verdichterdrehzahl bei konstant tiefemLeistungsbedarfErhöhung Wirkungsgrad bis über /4% (Markt: 9.5 ... /2%)Herunterfahren von Peripheriegeräten im Standby (Filter,Kühlgerät)Abwärmenutzung
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3. PotentialLeistungsfähigkeit
·Leistungsfähigkeit erhöhen·Prozessparameter für optimale SchneidgeschwindigkeitReduktion des Gasverbrauchs im LaserReduktion des Schneidgasverbrauchs
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4. Alternativen
* Vorgestellt an der Laser 2007 WORLDOF PHOTONICS, München
ByVention Fiber 2kW2007* Kühlgerät
Faser=Laser
Bearbeitungsraumstrahlungsdicht
Schut2tor strahlungsdichtLabyrinth (rechts)Bürste (links)2x A4 grosse Sichtgläser
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4. Alternativenlpm=Laser Faser=/Scheibenlaser
Vergleich CO2 lp=Laser·Wirkungsgrad /2% 24 %·Laserquelle, Volumen /00% 40%·Kühlgerät, Leistung /00% 50%·Schneidgeschwindigkeit Dünnblech /00% 200%·Schneidgeschwindigkeit Dickblech /00% /00%·Kantenqualität Dünnblech sehr gut sehr gut·Kantenqualität Dickblech sehr gut akzeptabel·Laserschutzmassnahmen mittel hoch
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4. AlternativenKostenvergleich Faser vs. CO2
Wartung & ServiceStromverbrauchAmortisation
M/CCO2
M/CFL
CO2
FL
THeute ZukunftQuelle: Optech Consulting, 2009
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Zusammenfassung
·Der CO2=Laser ist das ideale Werk2eug für dieAnwendung Laserschneiden·Das Potential für höhere Effi2ien2 ist vielschichtig, es
sind keine grossen Sprünge in Sicht.·Die Alternativen, Faser= und Scheibenlaser werden
sich komplementär 2um CO2=Laser im Dünnblech=und im 3D=Bereich etablieren.
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Besten Dank für IhreAufmerksamkeit.