Tag Archives: Laserqualität

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MKS Business Unit Ophir stellt BeamCheck vor

Messung von Laserstrahlprofilen in der Additiven Fertigung

MKS Business Unit Ophir stellt BeamCheck vor

BeamCheck prüft die präzise Funktion des Lasers in der Additiven Fertigung (Bildquelle: Ophir Spiricon Europe GmbH)

MKS Instruments stellt mit BeamCheck ein neues Strahlprofilmessgerät der Marke Ophir vor, das die präzise Funktion des Lasers in der Additiven Fertigung überprüft. Im Selective Laser Sintering (SLS) oder Selective Laser Melting (SLM) gefertigte Bauteile werden immer höheren mechanische Belastungen ausgesetzt. Gleichzeitig steigen der Anspruch an die Oberflächenqualität und die Auflösung für minimale Wandstärken oder miniaturisierte Bauteile. Durch den Einsatz von BeamCheck lässt sich die Produktqualität der Bauteile deutlich erhöhen, die Ausschussrate sinkt.

BeamCheck ist ein integriertes Lasermessgerät, das alle wichtigen Strahlparameter in der laserbasierten Additiven Fertigung misst: Fokusgröße, Laserleistung, Laserleistungsdichte auf der Bearbeitungsebene sowie Änderungen der Fokusgröße und Leistungsdichte über die Zeit. Christian Dini, Director Global Business Development Ophir, erklärt dazu: „Bei laserbasierten Prozessen der Additiven Fertigung, wie SLS oder SLM, kommt es darauf an, dass die Laserstrahlung konstant über die gesamte Bearbeitungsfläche auf das Material trifft. Nur so ist die Leistungsdichte optimal und das Material lässt sich erfolgreich verarbeiten. BeamCheck stellt fest, ob der Laser die vordefinierte Leistung liefert und ob diese mit dem erwarteten Strahlprofil an die richtige Stelle fokussiert wird.“
BeamCheck kombiniert eine hochauflösende CCD-Kamera für räumliche Messungen mit einem kalibrierten Sensor zur Leistungsmessung, was eine vollständige Analyse der Intensitätsverteilung ermöglicht. Die Kamera befindet sich exakt auf der Bearbeitungsebene, so dass ein präzises Modell der Leistungsdichte erstellt werden kann. Ein Strahlteiler lenkt einen kleinen Prozentsatz des Strahls vom Faserlaser auf die Kamera, während der größte Teil des Strahls auf den integrierten Leistungssensor gelenkt wird. Aus diesen Messungen lassen sich anschließend Fokusgröße und -lage sowie Leistungsdichte ableiten.

Über Ophir Spiricon Europe GmbH:
Ophir Spiricon Europe GmbH ging aus der 2004 gegründeten Spiricon GmbH hervor und bündelt erstmals den europaweiten Vertrieb von Strahldiagnosesystemen der Marken Photon, Spiricon und Ophir. Das Unternehmen gehört zur MKS Instruments, Inc. und bietet eine breite Palette an Messtechnik zur Qualitätssicherung bei Lasern, darunter Leistungsmessgeräte von pW bis 120 kW sowie Energiemesser von pJ bis 1 kJ, Strahlprofil-Messgeräte und goniometrische Radiometer. Ophir Spiricon zeichnet sich durch seine serviceorientierte Beratung aus: Erfahrene Vertriebsingenieure ermitteln die Anforderungen an die Messgeräte auf Wunsch bei den Kunden vor Ort und führen individuelle Produktdemonstrationen durch.
Das Unternehmen hält weltweit zahlreiche Patente, darunter auch für BeamWatch, das erste berührungslose Strahlprofil-Messsystem. Neben dem europäischen Zentrallager verfügt das Ophir Spiricon Europe am Standort Darmstadt über ein umfangreich ausgestattetes Kalibrierlabor sowie ein modernes Reparaturcenter. Weitere Informationen finden Sie auch unter der Rubrik Lasermessgeräte unter http://www.ophiropt.de

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Laserleistung bis 1,1 kW sekundenschnell ohne Wasserkühlung messen

Ophir Spiricon Europe präsentiert erstmals 1,1 kW Messkopf mit Lüfterkühlung

Laserleistung bis 1,1 kW sekundenschnell ohne Wasserkühlung messen

Der 1,1 kW Messkopf von Ophir Spiricon Europe kommt ohne Wasserkühlung aus und misst sekundenschnell (Bildquelle: Ophir Spiricon Europe GmbH)

Schnell und zuverlässig misst der neue thermische Sensor von Ophir Spiricon Laserleistungen bis 1,1 kW. Im Gegensatz zu den marktüblichen wassergekühlten Messköpfen genügt dem FL-1100-BB-65 eine Lüfterkühlung. Der kompakte Messkopf lässt sich damit einfach in Produktionsumgebungen der industriellen Fertigung einfügen. Gleichzeitig eignet er sich für Servicetechniker, die eine flexible Lösung zur Beurteilung der Laserqualität benötigen. Der Sensor zeichnet sich vor allem durch seine extrem kurze Reaktionszeit aus, die gerade bei der Laserjustage wertvolle Dienste liefert. Darüber hinaus gewährleistet seine Wiederholgenauigkeit kleiner 1 Prozent zuverlässige Leistungsmessungen und Trendanalysen zur Systemkontrolle. Ophir Spiricon Europe präsentierte den thermischen Sensor erstmals auf der EuroBlech 2016 in Hannover.

Um Laser mit Leistungen bis zu 1 kW mit geringem Aufwand zu prüfen und zu justieren, nutzen viele Unternehmen handgehaltene Messgeräte. Nachteile dabei sind zum einen das bestehende Sicherheitsrisiko, zum anderen die nur punktuellen Messergebnisse. Der neue thermische Sensor von Ophir bietet durch die Lüfterkühlung die gleiche Flexibilität und ermittelt zusätzlich die Laserleistung kontinuierlich in Echtzeit. Dadurch lässt sich der zeitliche Verlauf der Leistung direkt online verfolgen, was insbesondere bei der Laserjustage von großem Vorteil ist: Der Techniker sieht die Auswirkungen seiner Aktionen direkt und kommt somit deutlicher schneller zum Erfolg.

Der FL1100A-BB-65 ist ein universeller thermischer Sensor mit Lüfterkühlung zur Messung von Laserleistung und -energie. Er verfügt über eine 65mm Apertur und misst Leistung zwischen 600mW und 1100W sowie Energie von 250mJ bis 600J. Der Messkopf deckt den Spektralbereich von 0,19 bis 20µm ab und lässt sich zur Messung der Laserleistung direkt an alle Ophir-Anzeigegeräte oder an einen PC anschließen.

Über Ophir Spiricon Europe GmbH:
Ophir Spiricon Europe GmbH ging aus der 2004 gegründeten Spiricon GmbH hervor und bündelt erstmals den europaweiten Vertrieb von Strahldiagnosesystemen der Marken Photon, Spiricon und Ophir. Das Unternehmen gehört zur MKS Instruments, Inc. und bietet eine breite Palette an Messtechnik zur Qualitätssicherung bei Lasern, darunter Leistungsmessgeräte von pW bis 120 kW sowie Energiemesser von pJ bis 1 kJ, Strahlprofil-Messgeräte und goniometrische Radiometer. Ophir Spiricon zeichnet sich durch seine serviceorientierte Beratung aus: Erfahrene Vertriebsingenieure ermitteln die Anforderungen an die Messgeräte auf Wunsch bei den Kunden vor Ort und führen individuelle Produktdemonstrationen durch.
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LWL: Strahlanalyse mit phosphorbeschichteter CCD-Kamera

Ophir Spiricon ermöglicht Strahlanalyse mit CCD-Kamera im Format einer Streichholzschachtel

LWL: Strahlanalyse mit phosphorbeschichteter CCD-Kamera

Die CCD-Kamera SP928-1550 von Ophir Spiricon arbeitet im Wellenlängenbereich von 1440-1605 nm. (Bildquelle: Ophir Spiricon Europe GmbH)

Die CCD-Kameras SP907-1550 und SP928-1550 von Ophir Spiricon analysieren Laserstrahlen im Wellenlängenbereich von 1440-1605 nm. Die phosphorbeschichteten Kameras sind kleiner als eine Streichholzschachtel, liefern aber zusammen mit der BeamGage Software ein exaktes Bild des Laserstrahls. Sie lassen sich einfach über eine schnelle USB 3.0 Schnittstelle an einen Laptop oder Computer anschließen. Eingesetzt werden die kompakten und kostengünstigen Analysesysteme vor allem bei der Entwicklung und Herstellung von Produkten im Telekommunikations-Bereich, da nur wenige Messverfahren Laserstrahlen mit einer Wellenlänge von 1550 nm präzise erfassen können.

Die phosphorbeschichteten CCD-Kameras eignen sich für die Vermessung von gepulsten oder Dauerstrich-Lasern mit einem Strahldurchmesser von 600 Mikrometer bis 5,3 Millimeter. Sie bieten einen aktiven Bereich von 5,3 auf 7,1 mm und eine Wiederholrate von bis zu 23 Bildern pro Sekunde bei höchster Auflösung.

Entscheidend für die exakte Vermessung von Laserstrahlen in diesem Wellenlängenbereich ist das Zusammenspiel von Kamera und Analysesoftware. Die BeamGage Software sammelt und analysiert Daten in Echtzeit und zeigt Größe, Form, Divergenz und Struktur des Laserstrahls sowie dessen erwartete Leistungsverteilung in 2D- oder 3D-Ansichten an. BeamGage enthält alle Algorithmen und Berechnungsgrundlagen, um genaue, ISO zertifizierte Messergebnisse zu liefern. Der patentierte UltraCal Algortihmus liefert industrieweit die präzisesten Messergebnisse. Unter anderem gleicht er nichtlineare Messsignale, die durch die Phosphorbeschichtung der CCD-Kamera entstehen, bei der Berechnung des Strahlprofils aus.
Weitere Informationen zur SP928-1550 CCD-Kamera erhalten Sie hier.

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Lasys 2016 – Ophir Spiricon präsentiert mit Helios kompaktes Laserleistungsmessgerät

Helios misst Laserleistung in automatisierten, industriellen Anwendungen und erfüllt Anforderungen an Industrie 4.0

Lasys 2016 - Ophir Spiricon präsentiert mit Helios kompaktes Laserleistungsmessgerät

Helios ermittelt präzise und schnell hohe Leistungen von industriellen Festkörperlasern. (Bildquelle: Ophir Spiricon Europe GmbH)

Auf der Lasys 2016 stellt Ophir Spiricon Europe erstmals das Laserleistungsmessgerät Helios vor. Das kleine, kompakte Mess-System ermittelt präzise und schnell hohe Leistungen von industriellen Dioden, Faser- oder Nd:YAG-Lasern. Das Laserleistungsmessgerät wurde speziell für Anwendungen mit Festkörperlasern in der automatisierten Fertigung entwickelt. Über seine integrierten RS232- oder Profinet-Schnittstellen lässt sich Helios direkt in Industrie-Netzwerke einbinden und wird mit einer einfach zu bedienenden PC Software ausgeliefert. Das Gerät misst Laserleistungen von 100W bis 12kW und Laserenergie von 10J bis 10kJ.

Helios misst Leistung und Energie von Hochleistungslasern während einer kurzen Bestrahldauer zwischen 0,1 und 10s und berechnet daraus die Gesamtleistung. Da die Pulsenergie immer kleiner als 10 kJ bleibt, benötigt das Laserleistungsmessgerät keine zusätzliche Wasser- oder Luftkühlung. Die Zerstörschwelle von Helios liegt mit 6kW pro cm2 sehr hoch, die Reaktionszeit mit 2s sehr niedrig und auch die Abkühldauer zwischen den Messungen einzelner Pulse beträgt nur 10s.
„Mit Hochleistungslasern zu arbeiten, ist eine große Herausforderung. Durch die enorme Hitzeentwicklung verändert sich die Fokusqualität und man muss mit vielen Parametern jonglieren, um sie zu stabilisieren“, erklärt Ephraim Greenfield, CTO bei Ophir Photonics. „Helios liefert hier einmalige technische Vorteile wie höchste Präzision und Wiederholgenauigkeit, Zuverlässigkeit sowie eine kurze Reaktionszeit – und das ohne Wasser- oder Luftkühlung.“
Das robuste Helios Gehäuse schützt die Optiken vor Staub und gewährleistet damit selbst unter rauen Industriebedingungen den wartungsarmen Betrieb sowie eine dauerhafte Funktionsfähigkeit des Laserleistungsmessgeräts. Die Schutzkappe des Sensors kann zwischen den Messungen remote geöffnet und geschlossen werden. Im geschlossenen Zustand lässt sie sich als Target zur Strahljustage nutzen.

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Hohe Laserleistung ohne aufwendige Wasserkühlung messen

Ophir Spiricon bietet kompakte Sensoren für schnelle Messergebnisse

Hohe Laserleistung ohne aufwendige Wasserkühlung messen

Die kompakten Sensoren von Ophir Spiricon messen Laserleistungen bis 10kW ohne Wasserkühlung. (Bildquelle: Ophir Spiricon Europe GmbH)

Ophir Spiricon erweitert sein Angebot um vier thermische Sensoren, die Laserleistungen bis 10kW ohne Wasserkühlung messen. Die kompakten Sensoren L40(150)A, L40 (150)A-LP1, L50(150)A und L30C-LP1-26-SH eignen sich insbesondere, um die vorgegebenen Leistungsparameter bei Lasern im Produktionsbetrieb schnell zu kontrollieren. Die kleinen, anspruchslosen Messköpfe lassen sich einfach in Laserzellen integrieren und liefern zuverlässige, wiederholbare Messergebnisse. Abweichungen der Laserleistung werden offensichtlich und entsprechende, Qualität sichernde Maßnahmen können sofort ergriffen werden.

„Die Applikationen für Hochleistungslaser werden immer vielfältiger. Damit steigt der Bedarf an Messgeräten, die deren Leistung und Energie täglich oder pro Schicht schnell und einfach prüfen können. Im Gegensatz zu sperrigen, wassergekühlten Geräten eignen sich die kompakten Sensoren dazu ideal“, erklärt Ephraim Greenfield, CTO der Ophir Photonics Gruppe. Die neuen Messköpfe basieren auf der präzisen Steuerung der aktuellen Laserquellen: Sie ermöglicht es, sehr kurze Rechteckpulse mit einer Dauer von 0,1 bis 1s zu erzeugen. Dadurch kann ein Sensor mit 150 Watt Dauerleistung nominal für 1 s 4000J oder 4000W messen. Bei einer Messzeit von 0,5s kann derselbe Sensor mit 8000J belastet werden und so 8kW Leistung messen. Da der Laserstrahl den Sensor nur für diese sehr kurze Zeitspanne trifft, kann auf eine Wasserkühlung vollständig verzichtet werden. Die Energie dieses Pulses – der zeitliche Pulsverlauf ist bekannt – dient als Basis für die präzise Ermittlung der Laserleistung.

Die beiden Sensoren L40(150)A und L50(150)A eignen sich für vielfältige Einsatzbereiche. Sie arbeiten konvektionsgekühlt und messen Laserleistungen zwischen 100mW und 150 W sowie Laserenergie von 100mJ bis zu 4000J; bei einer Pulsdauer von 0,5s lässt sich Laserenergie bis 8000J messen. Jeder Sensor verfügt über eine große 50mm-Apertur und eine breite spektrale Empfindlichkeit zwischen 0,19 und 20 Mikrometer.

Auch der Sensor vom Typ L40(150)A-LP1 arbeitet mit einer Konvektionskühlung. Die LP1-Beschichtung bietet eine sehr viel höhere Zerstörschwelle und ermöglicht damit auch die Messung gleichmäßiger Laserleistung sowie von Pulsen größer 1ms. Laserleistung lässt sich im Bereich von 100mW bis 150W sowie Energie zwischen 100mJ bis 4000J messen; auch mit diesem Sensor können bei Pulsen von 0,5s bis zu 8000J gemessen werden. Der Sensor verfügt über eine große 50mm-Apertur und deckt den Spektralbereich von 0,25 bis 2,2 Mikrometer sowie 2,94 Mikrometer ab.

Der L30C-LP1-26-SH ist ein konduktionsgekühlter Lasersensor mit LP1-Beschichtung, um hohe gepulste Energie sowie intermittierende Leistung zu messen. Bis zu 10W können bei einer gleichmäßigen Leistung (100W für zwei Minuten) gemessen werden. Energie lässt sich bis 2000J bzw. bei einer Pulsdauer von 0,5s bis 8000J messen. Die spektrale Empfindlichkeit liegt bei diesem Sensor bei 0,25 bis 2,2 Mikrometer. Alle hier vorgestellten Sensoren sind sofort erhältlich.

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Laserqualität automatisiert messen mit dem EA-1 Ethernet Adapter

Ophir Spiricon EA-1 Ethernet Adapter für OEM Smart Lasersysteme vereinfacht Qualitätsmanagement

Laserqualität automatisiert messen mit dem EA-1 Ethernet Adapter

Mit dem EA-1 Adapter lassen sich Ophir Smart Lasersensoren an Ethernet-basierte Feldbusse koppeln. (Bildquelle: Ophir Spiricon Europe GmbH)

Ab sofort lassen sich Ophir Smart Lasersensoren direkt an Ethernet-basierte Feldbusse koppeln, ohne dass eine PC-Verbindung erforderlich ist. Der dazu neu entwickelte EA-1 Ethernet Adapter ermöglicht über das Bussystem die zentrale Verwaltung und Speicherung sämtlicher Messdaten und trägt somit wesentlich zur Prozessoptimierung in der Fertigung bei. Das Produkt wurde speziell für OEMs entwickelt, die die Ethernet-Konnektivität benötigen und die Sensoren über eine eigene Software steuern möchten. Der Adapter kann mit nahezu allen thermischen oder Photodioden-Messköpfen von Ophir Spiricon verwendet werden.

Durch die Unterstützung der Netzwerkprotokolle Telnet und http ermöglicht der EA-1-Adapter über den Ethernet-Bus eine Fernüberwachung über weitaus größere Distanzen als mit RS232 oder USB. Um die Installation sowie die Auswahl von IP-Adressen zu vereinfachen, wird mit dem Adapter eine einfache PC-Anwendung ausgeliefert. Damit lässt er sich schnell in Betrieb nehmen und bietet Basisfunktionen, beispielsweise die Überwachung der Leistung und den Wechsel der Messbereiche.
Die Ophir Smart Lasersensoren speichern sämtliche Informationen zur Konfiguration und Kalibrierung in dem Smart Plug; sobald der Sensor mit dem Adapter verbunden wird, misst er Leistung oder Energie und zeigt diese an. Der EA-1 Ethernet Adapter kann über Power-over-Ethernet oder über ein Ophir-Netzteil mit 12 V direkt bzw. mit einer max. Eingangsspannung von 24 VDC versorgt werden und ist sofort verfügbar. Insbesondere in Fertigungsstraßen sind Messungen der Laserqualität im Rahmen unterschiedlicher Prozessschritte erforderlich. Die Anbindung aller Sensoren über das Bussystem schafft die Grundlage für ein zentrales Sensor-management. Prozesse lassen sich damit schlanker und eleganter steuern.

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