Brillante Hochleistungsdiodenlaser zur Metallverarbeitung (BRILAMET)

Hochleistungsdiodenlaser mit Bearbeitungsoptik im Einsatz.

Im Laserzentrum (LFM) werden Schneiduntersuchungen unter Verwendung moderner kW-Diodenlaser vom Projektpartner LIMO, Dortmund durchgeführt.  Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der speziellen Strahlformung unter Verwendung eines asymmetrischen Laserstrahls nach Leistungsskalierung mit mehreren Faseranschlüssen am Bearbeitungskopf. Unterschiedliche Konzepte der Strahlformung werden bezüglich ihrer Eignung für das Laserschneiden experimentell untersucht. Diese Arbeiten beziehen sich überwiegend auf metallische Werkstoffe. Das Schneidresultat wird anhand der erzielten Schnittqualität basierend auf etablierten Qualitätsnormen bzw. Richtlinien der Prozessgeschwindigkeit sowie der maximal erreichbaren Schnitttiefe beurteilt. Im LFM wird dazu ein Versuchsstand aufgebaut, in den unterschiedliche Diodenlaser integriert werden können.

• Aufbau eines Versuchsstandes (Kühlung, Gasversorgung, Absaugung, elektr. Anschluss, CNC-Positioniersystem; Versuchsstand soll die Integration unterschiedlicher Hochleistungs-Diodenlaser inkl. Bearbeitungskopf ermöglichen; Berücksichtigung der Lasersicherheit)
• Versuchsstrategie und Konzept für experimentelle Vorgehensweise (variable Parameter: Art des Lasers, Art der Strahlformung, Art des Bearbeitungskopfes/Optik, diverse Materialien, Laserleistung, Prozessgas, Fokuslage, Schneidgeschwindigkeit)
• Versuchsdurchführung in Abhängigkeit aller oben genannten Parameter (diese Arbeiten werden zunächst mit einem „Standard-Diodenlaser" von LIMO durchgeführt; im späteren Projektverlauf kommen anschließend verschiedene angepasste Lasersysteme inkl. modifizierten Bearbeitungsköpfen mit unterschiedlich geformten Strahlquerschnitten der beteiligten Projektpartner hinzu)
• Evaluation der Schneidresultate (Schnittqualität, max. Schnitttiefe, Prozessgeschwindigkeit)
• Zwischenfazit und Absprache über weitere Vorgehensweise mit Projektpartner (→ evt. weitere Optimierung des Verfahrens)
• Versuchsdurchführung zum Laserschneiden mit optimalen Parametern
• Erstellung von lasergeschnittenen Musterbauteilen zur Demonstration der Resultate
  
  

Die im Projekt vorgesehenen Demonstratorlaser werden hochgradig auf Brillanz und Effizienz ausgelegt und in diesem Punkt erstmals anderen am Markt der Lasermaterialbearbeitung etablierten Systemen überlegen sein. Innerhalb des Projektes sollen die brillanten und hocheffizienten Lasersysteme für das Laserschneiden eingesetzt werden. Im Rahmen von umfangreichen Untersuchungen sollen durch verschiedene angepasste Optimierungen von Bearbeitungsköpfen und Schnittparametern gute und verwertbare Schneidergebnisse mit den Diodenlasern erzielt werden.