Laserquellen für die Anwendung Laserschneiden 2. Juli 2009Roland Stöckli

Laserquellen für dieAnwendung Laserschneiden2. Juli 2009Roland Stöckli

R. Stöckli© 2009 BystronicLaserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2



Gliederung

1.Laserschneiden2.CO2 Laserquellen3.Potential4.Alternativen



·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



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



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.



1. LaserschneidenUniversalwerkzeug Materialbearbeitung



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



2. CO2 LaserquelleSchematischer Aufbau FFL



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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R. Stöckli© 2009 BystronicLaserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2/


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




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



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


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.


Besten Dank für IhreAufmerksamkeit.

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