Oppervlakken finishen met lasers kan tien keer sneller

Binnenkort zullen lasers in staat zijn om oppervlakken tot wel tien keer sneller dan voorheen te polijsten, coaten of structureren. Dat is te danken aan twee nieuwe optieken, die zijn ontwikkeld in het kader van het EU-onderzoeksproject Ultrasurface. Met deze optieken kan de vorm van een laser heel specifiek en razendsnel worden aangepast aan de continu veranderende procesomstandigheden.

Laserprocessen voor oppervlaktebewerking kennen doorgaans een hoge nauwkeurigheid en kwaliteit. Maar een algemene klacht is dat ze te langzaam zijn. In het project Ultrasurface is gezocht naar mogelijkheden om hierin verbetering te brengen. Tien internationale partners uit Duitsland, Nederland, België, Israël en Zwitserland hebben hierin samengewerkt. Met als resultaat dat er voor het einde van dit jaar twee nieuwe laseroptieken beschikbaar komen. Deze optieken voor het nabij-infrarood bereik zullen de procestijden reduceren tot een tiende en de kosten halveren.

Polijsten
Een van de optieken is specifiek ontworpen voor het polijsten en bewerken van dunne lagen met lasers. Het onderzoeksteam zet hierbij een Piezoelectric Deformable Mirror (PDM) in, die voortdurend kan worden aangepast. Dit garandeert dat de laser zich met intervallen van minder dan 5 milliseconden kan aanpassen aan de processituatie. Buitengewoon snel dus. “De laser wordt afhankelijk van de instraalhoek hervormd zodat zijn projectie op het oppervlak van het werkstuk altijd dezelfde vorm heeft en de intensiteit constant is”, verklaart Judith Kumstel, expert in laserpolijsten bij Fraunhofer ILT in Aken, een van de betrokken organisaties. Deze manipulatie is belangrijk want alleen als de driedimensionale laser voortdurend wordt aangepast aan de hoge bewerkingssnelheden en het oppervlak met een constante intensiteit raakt, zal het resultaat van de laserbewerking altijd hetzelfde zijn, zelfs bij complex gevormde componenten en constant veranderende instraalhoeken. Als daarentegen de laserprojectie op scheve oppervlakken vervormt, verslechtert ook de kwaliteit van het bewerkte 3D oppervlak.

Fraunhofer ILT

De Piezoelectric Deformable Mirror (PDM), ontwikkeld in het EU-project Ultrasurface.

Laserstructureren
Een andere benadering is toegepast voor het laserstructureren. Hiervoor is een tweede nieuw optiek ontwikkeld, dat het mogelijk maakt dat vier lasers parallel worden benut, in plaats van de gebruikelijke enkele lasers, om de bewerkingssnelheid en de productiviteit te vergroten. Met een Diffractive Optical Element (DOE) wordt de laser gespleten in vier deellaserstralen, die samen een vierkante laser vormen. Bij vergelijkbare conventionele multi-laser concepten ontstaat door het optiek dat aan het einde de lasers op het onderdeel focusseert, en door de vorm van het onderdeel een vervorming van de geprojecteerde laser. In het Ultrasurface project is nu een speciaal systeem ontwikkeld waarmee elke individuele deellaser in milliseconden kan worden aangepast op zijn positie, zodat er altijd een vierkante laser blijft bestaan voor het bewerken.

Fraunhofer ILT

Set-up voor oppervlaktebewerking met lasers met de technologieën ontwikkeld in het Ultrasurface project.

Industrierijpe machine
Momenteel worden er twee compacte optische modules ontwikkeld. Het Ultralaser team zal tot eind 2018 hun potentieel testen in een nieuw lasersysteem in verschillende toepassingen. Een Zwitsers bedrijf bouwt een industrierijpe machine die kan worden gebruikt om flexibel en rendabel en met niet eerder vertoonde snelheden te polijsten, structureren en coaten, dankzij de snel uitwisselbare optische modules. Judith Kumstel legt uit: “Met de concepten die in dit project zijn ontwikkeld, zullen oppervlakken even goed maar veel sneller kunnen worden bewerkt als met conventionele systemen. Dankzij de nieuwe optieken en de nieuwe machine zal het bewerken tien keer sneller gaan dan voorheen, zodat het finishen van oppervlakken met lasers een alternatief zal zijn conventionele methoden voor het veredelen van oppervlakken; voor veel bedrijven in verschillende industrieën en zelfs voor kleine toeleveranciers.”

Bedrijvengids

Ook interessant voor jou

MetavakNieuws

Licht tot zwaar slijpen, polijsten en frezen

02-10 Kinket SSP is importeur en leverancier van schuur-, slijp- en polijstmaterialen alsmede de daarbij…

Oppervlaktetechniek

Metaaltechniek verspreidt kennis over schuren, slijpen en polijsten

28-09 Op METAVAK zal Metaaltechniek weer de nodige nieuwe producten presenteren. “We speuren altijd de…

3D

3D-geprinte grijparm assembleert ruimtecomponenten in cleanrooms

13-09 Trillingstests en klimaatkamers zijn typische stations die worden gebruikt om een ​​lasersysteem te kwalificeren…

3D

Fraunhofer IFAM ontwikkelt pasta voor nieuwe Moldjet 3D-printer

05-08 Samen met Tritone Technologies en MIMplus Technologies werken de partners aan de ontwikkeling van…

Automatisering

Honderd lasers automatisch vanuit de cloud besturen

21-07 Een ultrakorte puls laser is een complex systeem waarmee praktisch elk materiaal met micrometer…

Oppervlaktetechniek

MetaalNieuws thema/special Oppervlaktetechniek

03-05 Wilt u uw noviteiten in deze speciale editie delen in een oplage van bijna…

Plaatbewerking

Doorlooptijden halveren? Vier plaatwerkbedrijven onderzoeken of het kan

19-04 De bedrijven die aan het project meedoen zijn Suplacon, Hoekman Roestvaststaal, Disselhorst Metaal en…

Verbinden

Magnetisch pulslassen opent deuren naar vliegen op waterstof

08-04 Waterstof wordt vloeibaar als het wordt afgekoeld tot minus 253 graden Celsius, en pas…

Metaalnieuws inBeeld

15/06/2021

Morris Solutions, Retrofit beste optie voor kantbank WIFO Anema

19/02/2021

Voorbeschouwing Thema Plaatbewerking 23-02-2021

05/11/2020

Vakopleiding Techniek kweekt enthousiasme voor modern CNC verspanen

21/10/2020

Enorme productiviteits verbeteringen met Magistor duikfrees

X