Erster blauer Diodenlaser mit 4 kW auf der LASER

Von Sandra Sauer

Laserline hat die Ausgangsleistung seiner Serie blauer Diodenlaser nochmals gesteigert: Auf der diesjährigen LASER World of Photonics in München stellt das Unternehmen erstmals einen blauen 4 kW Laser vor. Laser dieser Wellenlänge ermöglichen unter anderem in der E-Mobility-Fertigung eine effektivere und energieeffizientere Bearbeitung von Kupferbauteilen. Darüber hinaus informiert Laserline über diodenlaserbasierte Beschichtungs-Anwendungen für Bremsscheiben und Windkraftanlagen-Komponenten sowie ein innovatives Lasertrocknungsverfahren für die Serienfertigung von Lithium-Ionen-Batterien.

Zu den Highlights gehört die Vorstellung des ersten blauen Diodenlasers mit 4 kW CW-Ausgangsleistung. Er wurde vor allem für die Bearbeitung beziehungsweise additive Fertigung von Kupferbauteilen konzipiert und repräsentiert die derzeit höchste Leistungsklasse von Industrielasern im blauen Wellenlängenspektrum. Wie alle blauen Laserline Diodenlaser agiert auch der 4 kW-Laser mit einer Wellenlänge von 445 nm, die von Kupferlegierungen fünfmal besser absorbiert wird als Infrarotstrahlung und dadurch ein Schmelzbad ohne Poren ausbildet. Die Leistungssteigerung ermöglicht im Schweißen noch einmal deutlich energieeffizientere und schnellere Abläufe. Zudem gehen mit der neuen Leistungsklasse fertigungstechnische Optimierungen einher, die es ermöglichen, die Produktionszahlen der Lasersysteme zu steigern und die Marktpreise dauerhaft zu senken. Dass sich überdies auch die Anwendungsmöglichkeiten kontinuierlich erweitern, zeigt neben dem 4 kW System ein neuer gepulster blauer 200 W-Diodenlaser für Halbleiterapplikationen, der als Prototyp am Messestand zu sehen sein wird.

Zweites Fokusthema des Laserline Messeauftritts sind laserbasierte Beschichtungs-Lösungen, insbesondere für rotationssymetrische Bauteile wie Bremsscheiben für Straßen- und Schienenfahrzeuge oder Gleitlagerbolzen für Planetengetriebe von Windkraftanlagen (WKA). Diodenlaserbasierte Antikorrosions- und Verschleißschutzbeschichtungen reduzieren laut Laserline die von Bremsscheiben und Bremsbelägen verursachten gesundheitsgefährdenden Feinstäube um bis zu 90 %. Bei WKA-Gleitlagern ermöglichen Diodenlaser ressourcen- und werkstückschonende Beschichtungen mit hoher Standzeit, was den Rohstoffverbrauch senkt. Die in beiden Anwendungsbereichen eingesetzten, am Messestand ausgestellten Infrarotlaser der Laserline LDF Serie zeichnen sich durch ihre flexible Skalierbarkeit aus und lassen sich auch im Feld jederzeit aufrüsten. Nach erfolgreicher Prozessetablierung ist es dann beispielsweise problemlos möglich, ein Leistungsupgrade von 12 auf 24 kW vorzunehmen und dadurch die Geschwindigkeit des Beschichtungsprozesses in etwa zu verdoppeln.

Eine weitere Produktneuheit, die auf der LASER World of Photonics erstmals ausgestellt wird, ist ein 10 kW Diodenlaser der Baureihe LDM im 19“-Format. Insbesondere Integratoren können diese Bauform sehr einfach in bestehende Maschinenkonzepte für Schweiß- und Beschichtungsanwendungen implementieren. Beim neuen 19‘‘-Laser ist es Laserline zudem gelungen, eine Packungsdichte von 9,6 dm³/kW zu realisieren. Das bedeutet, dass für 1 kW Laserleistung weniger als 10 L Bauraum benötigt werden.

Abgerundet wird die Laserline Messepräsentation durch die Vorstellung eines diodenlaserbasierten Trocknungsverfahrens, das die emissionsarme und wirtschaftliche Serienfertigung von Lithium-Ionen-Batterien unterstützt. Es wurde unter Federführung von Laserline im Rahmen des IDEEL Projekts (Implementation of Laser Drying Processes for Economical & Ecological Lithium Ion Battery Production) entwickelt und macht erstmals eine Herstellung lasergetrockneter Anoden und Kathoden im Rolle-zu-Rolle-Verfahren möglich. Der Diodenlaser mit seiner homogenen und präzisen Strahlformung ergänzt oder ersetzt hierbei das konvektive Trocknen und senkt den Gesamtenergiebedarf des Trocknungsprozesses laut Laserline um mehr als 25 %. Verglichen mit herkömmlichen GigaFab-Trocknungsstrecken mit Anschlusswerten von über 1.000 kW ermöglicht das neue Verfahren dadurch eine Reduktion der prozessbedingten CO₂-Emissionen.

LASER World of Photonics, Halle B3, Stand 305