Neuer Scheibenlaser von Trumpf Intelligente Systeme für Industrie 4.0 - KEM

Neuer Scheibenlaser von Trumpf

Intelligente Systeme für Industrie 4.0

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Auf der Fachmesse Laser – World of Photonics in München zeigt Trumpf unter anderem die bereits in Shanghai vorgestellte neueste TruDisk-Scheibenlasergeneration. Mit ihrem intelligenten Innenleben soll sie optimale Hardware-Voraussetzungen für eine digitalisierte Zukunft und Industrie 4.0 schaffen.

Jens-Peter Knauer, Redakteur KEM Konstruktion

Neue Konzepte und Technologien für die Lasertechnik von morgen wird Trumpf vom 26. bis 29. Juni 2017 auf der Fachmesse Laser – World of Photonics in München vorstellen. „Für uns wird das eine Messe der Superlative, wir können den Showdown kaum erwarten“, kündigt Klaus Löffler, Geschäftsführer und Vertriebsleiter der Trumpf Lasertechnik GmbH, voller Vorfreude an. „Wir wollen unseren Besuchern zeigen, wie wir uns die Zukunft der Lasertechnik vorstellen, welche Technologien immer relevanter werden und welche Vorteile sich daraus für den industriellen und wissenschaftlichen Einsatz ergeben.“
Revolutionäres Konzept für Ultrakurzpulslaser
Besonderes Augenmerk genießt hierbei ein neues Strahlführungskonzept für Ultrakurzpulslaser. Trumpf wird in München eine Technologiestudie vorstellen, die das Potenzial hat, die Lasermaterialbearbeitung mit Ultrakurzpulslaser zu revolutionieren. Hintergrund: Mit dem aktuellen Stand der Technik lassen sich ultrakurze Laserpulse nicht ohne Weiteres durch eine flexible Glasfaser in Richtung Werkstück schicken – weil der Laserpuls aufgrund seiner hohen Intensität die Glasfaser zerstört. Das neue Konzept umgeht dieses Problem und schafft neue Möglichkeiten der flexiblen Integration von Laser in Maschinen und Anlagen. Wie das Ganze technisch funktioniert, will das Unternehmen in München genauer erläutern und vorführen. „Wir haben es hier mit einem echten Game Changer zu tun“, erklärt Löffler. „Das, was das erste industriell einsetzbare Laserlichtkabel vor rund 30 Jahren war, nämlich der Durchbruch fürFestkörperlaser, ist das neue Strahlführungskonzept heute für die Ultrakurzpulslaser.“
Scheibenlaser mit intelligentem Innenleben
Aus der vor wenigen Wochen in Shanghai vorgestellten neuen Scheibenlasergeneration wird in München das zweite TruDisk-Modell seine Weltpremiere feiern. Laut Herstellerangaben handelt es sich dabei um die bisher fortschrittlichsten High-Power-Festkörperlaser auf dem Markt. Besonderes Merkmal ist das intelligente Innenleben. Damit schafft die neue Scheibenlasergeneration optimale Hardware-Voraussetzungen für eine digitalisierte Zukunft und Industrie 4.0. Die Möglichkeit künftiger Zustands- und Trendanalysen, auch bekannt als Condition Monitoring und Predictive Maintenance, ist eine Grundvoraussetzung für die erfolgreicheImplementierung des Lasers in digitalisierten und vernetzten Fertigungshallen.
„Die neue TruDisk-Generation ist nicht nur die fortschrittlichste und intelligenteste, sondern gleichzeitig auch die kompakteste und energieeffizienteste Scheibenlasergeneration, die wir bisher entwickelt haben“, sagt Klaus Löffle. „In Kombination mit unseren Condition Based Services für Zustands- und Trendanalysen sind sie das ideale Produktionsmittel für überlegene Fertigungslinien mit Industrie 4.0.“ Die Condition Based Services sind ein Baustein von TruConnect, der Trumpf-Technologie für die vernetzte Fertigung und Industrie 4.0. Sie sollen die Verfügbarkeit und Produktivität vernetzter Lasersysteme erhöhen und Einsparpotenziale identifizieren.
Alles neu: Steuerung, Dioden, Kühltechnik
Dreh- und Angelpunkt der intelligenten TruDisk-Strahlquelle ist die neue Steuerung im Inneren, die sogenannte CPX. Sie ist sozusagen das Gehirn des Lasers – sämtliche Zustandsdaten und Prozessparameter laufen dort zusammen. Unterschiedliche 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 neue TruDisk-Generation die Datenqualität dieser Messwerte deutlich: Das sogenannte Precision Time Protocol synchronisiert alle Sensoren und verpasst ihnen einen identischen Zeitstempel. In Zukunft wird Trumpf mit Hilfe der Condition BasedServices 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 neuen Scheibenlasergeneration sind die neuen Laserdioden, die das Unternehmen in seinem US-Werk in Princeton, New Jersey, entwickelt und produziert. Die neuen Laserdioden sind kompakter und gleichzeitig energieeffizienter. Das senkt nicht nur die Betriebskosten, sondern reduziert auch die Aufstellfläche des Lasers. Letztere ist mit 0,85 m² der Benchmark für Multikilowatt-Hochleistungslaser. Auf dieser kleinen Fläche ist auch die intelligente Kühlung desLasers integriert, die Zulauftemperaturen des Kühlwassers von bis zu 26 °C ermöglicht. Daher ist in den meisten Fällen kein externes Kühlaggregat mehr notwendig.
Höherer Wirkungsgrad und neue Pulsfunktion
Um die Energieeffizienz zu steigern, hat Trumpf nicht nur denWirkungsgrad erhöht, sondern den Laser zudem 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 unterschiedlichen Energiesparmodi wechseln kann. Das reduziert den Energieverbrauch auf ein Mindestmaß. Der ebenfalls überarbeitete Optikaufbau des Scheibenlasers sorgt für eine optimale Ausnutzung des Dioden-Pumplichts.
Der Scheibenlaser ist robust und für den rauen industriellen Einsatz 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, die Medizintechnik und Elektronik bis zur Zuliefer- und Schwerindustrie.
Laser – World of Photonics: Halle A2, Stand 330
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