Geräte und Infrastruktur am Bayerischen Laserzentrum
Für unsere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten steht uns eine Vielzahl von Geräten nach aktuellem Stand der Technik zur Verfügung. Dazu zählen unsere hochleistungsfähigen Lasersysteme, Sensorik zur Beobachtung der Prozesse sowie ein hochmodernes Analytiklabor zur Charakterisierung von Proben und Bauteilen.
Unsere
Ausstattung
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Lasersysteme
Am Bayerischen Laserzentrum Erlangen nutzen wir unterschiedlichste Lasersysteme. Unser Portfolio erstreckt sich von Lasern im UV-Bereich über den sichtbaren Bereich und NIR hin zu langwelligen CO2-Lasern. Die Leistung? Von wenigen W bis mehreren kW.
Wir verfügen über Laserstrahlquellen von unterschiedlichen renommierten Herstellern wie TRUMPF, Laserline, Civan, Amplitude, Coherent und vielen weiteren.
Ihr Vorteil? Wir nutzen am Markt erhältliche Systemtechnik, wodurch der Transfer in Ihr Unternehmen deutlich erleichtert wird, da all unsere Geräte auch kommerziell erhältlich sind.
IR-Laser
Wir nutzen mehrere Scheiben- und Faserlaser von verschiedenen Herstellern mit bis zu 8 kW Ausgangsleistung. Dadurch lassen sich unterschiedliche Anwendungen von der Zellkontaktierung für Batterien hin zum Schweißen von Dickblechanwendungen abbilden.
Somit können wir herstellerunabhängig die beste Lösung für Ihr Produkt anbieten.
Blauer Laser
Mit 4 kW Laserleistung ist unser Blauer Laser ausgestattet und eignet sich hervorragend für das Schweißen von Hairpins oder Kupferblechen. Der Vorteil? Eine hohe Energieeinkopplung sorgt für stabile Prozesse.
Entdecken Sie die Ausstattung des Bayerischen Laserzentrums
Informieren Sie sich über verfügbare Lasersysteme, unsere Geräte für die Prozessanalyse, unser Analytiklabor sowie unserer Möglichkeiten zur Charakterisierung von Laserstrahlung. Nehmen Sie unverbindlich Kontakt auf und erfahren Sie, wie wir Sie mit Hilfe unseres Ausstattungsportfolios bei der Entwicklung oder Optimierung Ihrer Prozesse unterstützen können.
Stöbern Sie in unseren Publikationen.
Unsere Prozesssensorik
Prozess-beobachtung und -überwachung
Mit der richtigen Prozesssensorik können bereits während des Fertigungsprozesses Informationen aus der Prozesszone extrahiert werden, sodass eine Bewertung der Qualität möglich ist. Wir verfügen über unterschiedlichste Geräte für die Prozessbeobachtung und -überwachung.
HG-Kamera
Mittels Hochgeschwindigkeitskameras kann die Dynamik der Prozesszone aufgezeichnet und anschließend analysiert werden. Dadurch können Spritzer oder aber Defekte wie Humping identifiziert werden.
Optische Kohärenztomographie
Die optische Kohärenztomographie (OCT) kann hervorragend zur Detektion der Einschweißtiefe genutzt werden. Somit ist es möglich, eine verlässliche Aussage über die Qualität der Fügeverbindung hinsichtlich der Tiefe zu tätigen. Hohe Aufnahmeraten bei gleichzeitig guter räumlicher Auflösung machen diese Technologie zu einer vielversprechenden Lösung für Tiefschweißanwendungen.
IR-Kamera
Mittels zeitlich und räumlich hochauflösender Infrarot-Kameras kann die Temperaturverteilung im Schmelzbad bzw. in der umliegenden Prozesszone detektiert werden. Dies ist insbesondere für temperatursensible Baugruppen von großer Bedeutung, da so Temperaturgradienten und -verteilungen bestimmt werden können, die zu potenziellen Schäden an umliegenden Komponenten führen könnten.
Pyrometer
Egal ob Ein- oder Multi-Wellenlängen-Pyrometer - diese Systemtechnik erlaubt lokal eine präzise Erfassung von Spitzentemperaturen oder aber Temperaturverteilungen und eignet sich hervorragend, um die Prozessqualität zu bewerten oder aber Prozesse anhand von Temperaturinformationen zu regeln.
Unser Analytiklabor
Neben der Materialbearbeitung ist die Analyse der erzeugten Strukturen unumgänglich. Für die Charakterisierung steht uns eine Vielzahl an hochmodernen Geräten zur Verfügung.
Metallographielabor
Wir haben ein top ausgestattetes Labor zur Probenpräparation und -analyse bei uns. Dadurch erhalten Sie alle Ergebnisse aus erster Hand und mit minimalen Durchlaufzeiten.
Rasterelektronenmikroskop
Unser REM ist ein wahres Arbeitstier, wenn es um die Untersuchung der laserbearbeiteten Zone geht. Damit können wir die Mikrostruktur sowie die Elementverteilung aber auch Defekte wie Mikrorisse bestimmen.
Laser Flash Analyser
Mit unserem Laser Flash Analyser können wir thermische Materialeigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit bei Temperaturen von bis zu 1.250 °C bestimmen. Dies ermöglicht uns z. B. die Charakterisierung artungleicher Fügeverbindungen oder verunreinigter Materialien.
Simultane thermische Analyse
Mittels simultaner thermischer Analyse können temperaturabhängige Masseänderungen und Phasenumwandlungen bestimmt werden. Vor allem bei der Vielzahl an unterschiedlichen Materialien ist diese Technologie unersetzlich.
Funkenspektrometer
Nur wenn die Chemie stimmt, können die Eigenschaften erfüllt werden. Unser Funkenspektrometer erlaubt eine hochpräzise Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von unterschiedlichsten Materialien.
Partikelmessgerät
Die Partikelgrößenverteilung (PGV) ist entscheiden für additive Fertigungsprozesse. Mit unserem Partikelmessgerät können wir die PGV in kürzester Zeit bestimmen und Ihnen Rückmeldung dazu geben, ob Ihr Pulvermaterial für Ihre Prozesse geeignet ist.
Zug-Druck-Prüfmaschine / Mechanische Prüfung
Wer Materialien fügt sollte auch wissen, was die Fügeverbindung aushält, richtig? Hierfür steht uns eine universale Zug-Druck-Prüfmaschine zur Verfügung. Mit dieser können wir die Fügezone hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit prüfen. Nachgelagert ist außerdem eine Analyse der Bruchfläche mittels Digitalmikroskopie möglich.
Laser Scanning Mikroskop
Mit unserem Laser Scanning Mikroskop können wir feinste Strukturen an der Oberfläche von Materialien hochpräzise auflösen. Wer mit höchster Präzision bearbeitet, muss das schließlich auch messen können.
Profilometer
Unser Profilometer unterstützt uns bei der optischen Geometrieanalyse von Schweißraupen, Fügeverbindungen und ganzen Bauteilen. Das beste dabei? Durch den integrierten Abgleich zwischen SOLL- und IST-Kontur können Probleme wie Verzug direkt identifiziert werden.
Unser Know-how als Teil der Ausstattung
Charakterisierung von Laserstrahlung
Zu wissen, wie und wo die Energie in das Werkstück eingebracht wird, ist essenziell für die Auslegung effizienter Prozesse. Wir verfügen über das notwendige Know-how und die Ausstattung, um an dieser Stelle zu unterstützen.
Kaustik- bzw. Strahlvermessung
Wer mit Laser arbeitet, benötigt auch die richtigen Werkzeuge, um die Strahlprofile und die am Werkstück ankommende Leistung zu ermitteln.
Mithilfe unseres MicroSpotMonitors (MSM) und des Fokusspotmonitors (FM+) können wir die Strahlprofile bei verschiedenen Strahlgrößen und Wellenlängen ermitteln.
Leistungsmessgeräte
Weiterhin stehen uns mehrere Leistungsmessköpfe zur Verfügung, sodass wir auch bis in den zweistelligen kW-Bereich Laserleistungen in der Prozesszone präzise messen können.
Detektion von Röntgenstrahlung
Bei der Lasermaterialbearbeitung, insbesondere bei der Verwendung von ultrakurzgepulster Laserstrahlung, kann potenziell gesundheitsschädliche Röntgenstrahlung auftreten. Aber keine Sorge: Wir haben die notwendige Ausstattung, um diese Röntgenstrahlung zu detektieren, sodass Sie nich befürchten müssen, dass Ihr Personal ungewünschten Risiken ausgesetzt ist.
Weitere Analysen
Die zuvor genannte Ausstattung ist nur ein Auszug unserer Möglichkeiten. Darüber hinaus besitzen wir verschiedene Geräte zur Analyse von z. B. der Scherfestigkeit, zur Detekton von Röntgenstrahlung oder aber Härtemessungen.
FAQs zur Qualität von Laserprozessen
Der Erfolg eines Laserprozesses hängt von verschiedensten Faktoren ab. Erfahren Sie hier, worauf es zu achten gilt.
Welches System ist das richtige?
Der Laser ist zwar ein flexibles Werkzeug, dennoch ist eine pauschale Aussage dazu, welches System das Richtige ist, ohne Kenntnis der Randbedingungen nicht möglich. Wir kennendie Einflussfaktoren und wissen, welche Systeme sich für welche Anforderungen am besten eignen.
Welchen Einfluss hat die Wellenlänge?
Jedes Material hat eine charakteristische, wellenlängenabhängige Absorption von Laserstrahlung. Je höher die Absorption, desto effizienter und besser kontrollierbar ist prinzipiell der Prozess. Das heißt jedoch nicht zwangsläufig, dass eine bessere Absorption immer vorteilhaft ist.
Gepulst und cw - wo liegt der Unterschied?
Ganz oberflächlich gesprochen, eignet sich gepulste Laserstrahlung insbesondere dort, wo höchste Präzision in Kombination mit minimalem Energieeintrag gefordert ist, z. B. bei der Strukturierung von Oberflächen oder dem Schweißen von Glas. Kontinuierlich emittierende (cw) Laserstrahlung ist wiederum für das Bearbeiten von dickwandigeren Materialien vorteilhaft, wie beim Schweißen Zellkontakten oder Kupferverbindungen.
Wie stelle ich die Qualität meiner Prozesse sicher?
Die Qualität kann entweder in-situ durch Aufzeichnung von Live-Prozessdaten oder aber ex-situ durch (zerstörende) Prüfung der Bauteile erfolgen. In der Prozessentwicklung bietet sich die ex-situ Analyse an, während bei Serienprozessen in-situ Methoden genutzt werden sollten, um den maximalen Output zu generieren.
Welche Sensorik ist für mich am sinnvollsten?
Die Wahl der richtigen Sensorik ist abhängig vom Prozessregime, in dem man sich bewegt. Für Tiefschweißanwendungen bietet die optische Kohärenztomographie beispielsweise die Möglichkeit, Tiefeninformationen aufzuzeichnen. Wir beraten Sie gerne umfassend, welche Sensorik für Ihre Anwendung am besten geeignet ist.
Warum ist die Charakterisierung meines Bearbeitungsoptik so wichtig?
Nur wer weiß, wie Laserleistung in welcher Verteilung am Werkstück ankommt, kann langfristig die Qualität in seiner Produktion sicherstellen.
