Image
Foto: Blech

Trenntechnik

Hybrid-Laserquelle

Eine neuartige Laserquelle, die zum Schweißen, Schneiden und Löten eingesetzt werden kann, ist Lhyte von Comau. Das Hybridsystem kann als 6-kW-Direktdiodenlaser oder als 4 kW-Faserlaser genutzt werden. Lhyte ist zudem für das Backup eine interessante Alternative.

Lhyte steht für „Laser Hybrid Technology“ und bezeichnet eine innovative Laserquelle von Comau, die sowohl als Direktdiodenlaser als auch als Faserlaser arbeitet. „Die neuartige Laserquelle bietet den Anwendern hohe Flexibilität, weil ein und dieselbe Laserquelle für verschiedene Laseranwendungen genutzt werden kann: beispielsweise zum Schneiden Schweißen und Hartlöten“, sagt Tobias Daniel, Leiter Robotic Sales & Marketing bei Comau in Turin.

Entwickelt wurde das System von Comau in Zusammenarbeit mit Convergent Photonics, der Laser Division der Prima Industry Group. Die Motivation dazu habe sich aus den praktischen Erfahrungen in 30 Jahren als Lasersystemanbieter ergeben.

Laserquelle zugeschnitten auf die Anwendungspraxis

Comau zählt sicherlich zu den fünf wichtigsten Laser-Systemintegratoren in der Automobilindustrie und ist vor allem mit seinen Automatisierungslösungen nah an der Industrie. Man kennt die Forderungen und Bedürfnisse der Anwender und tritt entsprechend als Lösungsanbieter in verschiedenen Bereichen der Automatisierung auf, nicht nur als Anlagenbauer. „Aus diesem Grund gibt es bei Comau neben dem Bereich Anlagenbau auch den Bereich ‚Robotics und Automatisierungsprodukte‘, der sich auf das Herstellen und Vermarkten von Robotern, autonomen mobilen Robotern (AGV), Schweißzangen und Laserquellen konzentriert“, sagt Tobias Daniel.

Die Idee zur neuen Laserquelle ist aus den Erfahrungen im „Laser Global Program“ mit den wichtigsten Kunden der Automobilindustrie entstanden. Zuverlässigkeit, Flexibilität und Modularität seien bei der Entwicklung die Schwerpunkte gewesen. Umgesetzt wurde die patentierte Erfindung zusammen mit den Laserspezialisten von Prima Electro. Beide Unternehmen teilen sich die Rechte an dem weltweiten Patent.

Patentierte Erfindung

Laut Patentschrift (EP 3001517 B1) geht es bei dem System um eine universelle Laserquelle, die je nach Art der Anwendung unterschiedliche Strahlqualitäten erzeugt. Basis sind Diodenlaser mit 920 nm und 950 nm Wellenlänge. Dazu kommen Faserlasereinheiten mit beispielsweise Ytterbium dotierten Fiberfasern, die in der Lage sind, durch Stimulation Laserstrahlung zu emittieren.

Der in einer Dioden-Cold-Plate erzeugte Diodenlaserstrahl wird im „Spectral Combiner“ je nach Anwendungszweck mit beweglichen Spiegeln zu unterschiedliche Zielen gelenkt. Entweder werden die Strahlen direkt zum Ausgang gelenkt und stehen dort als Laserstrahlung eines Direktdiodenlasers mit 6 kW Leistung zur Verfügung. Oder die Diodenlaserstrahlen dienen in der Faserlasereinheit als Pumpstrahlung und erzeugen einen Laserstrahl höherer Qualität, aber aufgrund der Dispersion in der Faser mit nur 4 kW Laserleistung. Mit dem Spectral Combiner legt der Anwender fest, welche Laserstrahlung er am Output benötigt. „Auf diese Weise können wir Lhyte für zwei verschiedene Anwendungen einsetzen, zum Beispiel Schweißen und Hartlöten mit zwei Robotern, aber mit einer einzigen Laserquelle“, sagt Tobias Daniel. In dieser Hinsicht ist Lhyte, soweit bekannt, der aktuell flexibelste Hochleistungslaser auf dem Markt. Und er verbindet als geld- und platzsparende Laserquelle zudem Füge- und Schneidtechnologien.

Spectral Combiner als Schaltstelle

Die wesentlichen Vorteile der Hybridversion sind nach Tobias Daniel schnell zusammengefasst: Das System ist kostengünstiger als zwei einzelne Laserquellen und reduziert so die Ausgaben für langfristige Investitionsgüter (Capex Reduktion).

Da Lhyte als Laserquelle unterschiedliche Strahlqualitäten erzeugt, werden auch nur Bauteile für eine Laserquelle benötigt, wie beispielsweise der Kühler. Zudem wird Lhyte in abgespeckten Versionen als reiner Direktdiodenlaser und als reiner Faserlaser angeboten. In allen drei Varianten sind jeweils die identischen Bauteile verbaut. Das vereinfacht das Ersatzteilmanagement und verringert die Kosten für die Bevorratung von Ersatzteilen.

Das Ganze gipfelt in einer deutlich vereinfachten Backup-Strategie, wie sie von der Automobilindustrie gefordert ist. Mit einem Lhyte ist das Backup für zwei Arten von Laserquellen sichergestellt. „Im Fall von Ausfällen haben wir in Lhyte ein komplettes Portfolio an Laserquellen, das es unseren Kunden ermöglicht, einen einzigen Hybridlaser zu kaufen, der als Backup für jede Anwendung verwendet wird.“

Die Preise für das System werden in Kürze verfügbar sein und werden sich am Markt orientieren – andeutungsweise sollen sie „sehr konkurrenzfähig“ angelegt sein.

Erste Anwendungen in der Automobilindustrie

Erste Anwendungen sind bereits realisiert. „Wir haben zwei Pilot-Programme in der Automobilindustrie, eine für Joining Technologies Lab und eine in der Produktion für das Remote-Laser-Welding im Türbereich. Das System arbeitet nach unseren Erwartungen: keine Ausfälle. Darüber hinaus setzen wir eine Fernunterstützung über integrierte GSM-Antennen ein und können so die Anwender jederzeit unterstützen.“ Die ersten Pilotprojekte des Lhyte sind zwar in der Automobilindustrie angesiedelt. Gleichwohl ist das modulare System für den Einsatz sowohl in der Automobilbranche als auch in allgemeinen Industriebereichen konzipiert. Die Laserquelle kann an verschiedene industrielle Anwendung adaptiert werden.

Dass Lhyte auch ein Ausdruck italienischen Designs und Ergebnis der Entwicklungskompetenz von Comau und Prima Electro ist, können Besucher auf der Laser World of Photonics überprüfen. Letztendlich greift Comau mit dem neuen Hybridlaser die Tendenzen in der Industrie zur Verschlankung auf. Angesichts der rasenden Entwicklungen im Bereich der High-Power-Laser-Technologie ist das Unternehmen zudem als Lasersystemintegrator darauf angewiesen, seinen Anwendern die innovativsten und besten verfügbaren Lösungen anzubieten. Mit der eigenen Laserquelle ist man damit von Laseranbietern unabhängig. Gefertigt wird Lhyte bei Prima Electro, für Wartung und Support ist Comau zuständig.

Premiere hatte Lhyte im Februar auf der Hausausstellung im Comau-Werk in Grugliasco (Turin). Hier wurde es einer ausgewählten Gruppe von Besuchern präsentiert und stieß durchweg auf positive Reaktionen. Im nächsten Schritt wird das System verkaufsfähig gemacht und der breiten Öffentlichkeit vorgestellt. Die Aussichten für Lhyte seien gut, gibt sich Tobias Daniel optimistisch. Comau habe bereits jetzt zahlreiche OEM-Lösungen im Programm, in die sich der Hybrid-Laser problemlos integrieren lasse.