Sie brauchen FAST FOCUS für Ihren Hochleistungslaser?

ZWOBBEL®

Innovationspotenzial und Anwendungen

Neue Anwendungen stellen oft besondere Anforderungen an die Hardware.
Unsere Wobble-Technologie ermöglicht ein Wobbeln des Strahls in Z-Richtung mit Frequenzen von bis zu 2000 Hz für eine dynamische Strahlformung.
Dadurch können beim Laserschneiden bartfreie Schnitte und Geschwindigkeitsvorteile von bis zu 40 % erzielt werden, ohne die Laserleistung zu erhöhen.
Die Rentabilität der Anlagen kann so erhöht werden.
Unser Zwobbel® kann auch neue innovative Prozesse beim Laserschweißen und bei der Glasbearbeitung ermöglichen.

Ihre Vorteile

Hohe Fokussiergeschwindigkeiten auf kleinstem Bauraum bei gleichzeitiger Leistungsstabilität sind die Vorteile der Zwobbel-Technologie.
Er wird als 90° Umlenkspiegel eingesetzt und in Kombination mit einer Fokussierlinse Ihrer Wahl können Sie die Fokussierung in z-Richtung flexibel einstellen.
Das Modul ist für Wellenlängen zwischen 1020nm und 1080nm erhältlich – andere Wellenlängen sind auf Anfrage erhältlich.

Wie es funktioniert

Die Laserbearbeitung basiert auf einem Laserstrahl, der auf ein Werkstück fokussiert wird.
Der Punkt wird mithilfe eines Laserscanners entlang jeder Ebene des Werkstücks geführt.
Bei großen Ablenkungswinkeln und/oder dicken Werkstücken verliert der Fokus des Lasers jedoch seine Position in Z-Richtung.

Alle Spiegel, die auf der Zwobbel®-Technologie basieren, können ihren Fokus in der Scanebene halten, da er bei Aktivierung dynamisch seine Form verändert.
Bei minimaler Auslenkung des Zwobbels® wird die Brennweite des Systems konstant auf der Nennbrennweite der Fokussierlinse gehalten.
Bei der maximalen Auslenkung wird die Brennweite der Fokussierlinse maximal verschoben.

Besonders dynamische Fokussierung für leistungsstarke 10kW-Laser

550g leicht und kompakt (100 mm x 100 mm x 60mm)

Leicht zu integrieren

Fakten & Spezifikationen

Zwobbel wird als Set geliefert mit

  • Zwobbel (Opto-Mechaniker)
  • ZwobbelSens (Controller)
  • ZwobbelDrive (Aktuatorversorgung)

 

Technische Daten Zwobbel 102

  • 90° Anwendung
  • Blende: zwischen 10 mm und bis zu 20 mm
  • Wellenlänge 1020 nm – 1080 nm
  • Analoge Schnittstelle
  • 15 mm Fokussierhub in 2ms *
  • Oszillierender Fokus frei wählbar zwischen 0 Hz und 2000 Hz
  • Hohe Leistung bis zu 10kW+ CW

 

Auf Anfrage

  • Zwobbel® 343 für UV-Laser
  • Zwobbel® 10640 für CO2-Applikationen

Produkt-EIGENSCHAFTEN

1. Dynamische Strahlformung

Dynamische Strahlformung (DBS) ist die Veränderung der räumlichen und zeitlichen Energieverteilung eines Laserspots.
Dadurch werden die Laserbearbeitungsprozesse so verbessert, dass sich die Bearbeitungsqualität und -geschwindigkeit erhöht.
Während für die statische Strahlformung verschiedene optische Komponenten wie z.B. Phasenplatten auf dem Markt erhältlich sind, werden für die dynamische Strahlformung Aktuatoren benötigt.
Das Standard-Wobbling-Verfahren als dynamische Bewegung eines Punktes in einer Scanebene wird beim Laserschweißen und Laserschneiden eingesetzt.

ROBUST AO ermöglicht einen innovativen Wobbling-Prozess allein entlang der Z-Achse.
Der Spot wobbelt also.
Diese zusätzliche Oszillation in Strahlrichtung bietet die Möglichkeit, völlig neue Fertigungsprozesse beim Laserschneiden, -schweißen und -härten zu entwickeln und in der industriellen Anwendung zu etablieren.

Abbildung xxx zeigt einige Messungen einer virtuellen Vergrößerung der Brennweite im Verhältnis zu einem statischen Spot.
Es ist zu erkennen, dass der Brennfleckdurchmesser zunimmt und der „Rayleigh-Abstand“ (bis zur Verdoppelung des Strahldurchmessers) ebenfalls zunimmt.
Damit besteht die Möglichkeit, die Temperaturverteilung um und im Brennfleck bei der Laserfertigung zu beeinflussen.

Einige Anwendungen erfordern eine dynamische 3D-Strahlformung.
Wir ermöglichen dies durch die Kombination unserer Zwobbel-Technologie mit 2D-Scannern.
Dies ermöglicht anspruchsvolle 3D-Intensitätsverteilungen wie Helixstrukturen und vieles mehr!

Brauchen Sie noch mehr Innovation?
Zwobbel DBS.

Abbildung 13D Mechanik der dynamischen Strahlformung: Der ZwobbelDBS-Adapter wird verwendet, um die Zwobbel-Fokussiereinheit, die x,y-Ablenkeinheit CYCLOPS (2D-Deflektor) zu montieren. Am Strahleintritt und Strahlaustritt der Z-Stage gibt es mehrere Schnittstellen, die für den Anschluss an andere Mechaniken und Standard-Bearbeitungsköpfe genutzt werden können.

2. Anwendung mit hoher Leistung

Der einfache Zugang zu Laserleistungen von mehreren Kilowatt führt zu einem Anstieg der verwendeten Laserleistungen auf zweistellige Werte.
Die Zwobbel-Technologie unterstützt diese Entwicklungen, da sie ebenfalls zweistellig ist: 10kW CW-Laser können mit unseren Spiegeln beschleunigt werden.

Die verfügbaren Laserkopfoptiken begrenzen die maximal anwendbare Leistung auf 10 kW in der Standardkonfiguration und auf bis zu 30 kW in den leistungsstärksten Konfigurationen.
Unsere Zielgruppe verwendet ihre Geräte mit einer maximalen Leistung von bis zu 10 kW, ist aber daran interessiert, die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Bearbeitungsqualität zu erhöhen, da eine zu hohe Laserleistung beispielsweise die Schnittqualität beeinträchtigt.

Der Zwobbel ermöglicht mehr Qualität und Geschwindigkeit bei maximal einsetzbarer Leistung.
Dies ermöglicht Trennschnittgeschwindigkeiten mit qualitativ hochwertigen Schneidekanten.

Darüber hinaus arbeitet der Zwobbel® mit Single- und Multimode-Lasern.

3. Breiter Wellenlängenbereich

Unsere Spiegeltechnologie basiert auf Glassubstraten und hat daher Zugang zu Standardbeschichtungstechniken mit hohem Reflexionsvermögen.
Wir bieten daher Zwobbel-Systeme für IR-, CO2- und blaue Laser an.
Nachfolgend werden die verschiedenen optischen Spezifikationen skizziert.

CO2-Beschichtung

  • Möglicher Wellenlängenbereich des Bearbeitungslasers: 10,6 µm
  • Reflexion im Wellenlängenbereich des Bearbeitungslasers: >99,7%.
  • Laserapertur Bearbeitungslaser: größer als 10 mm bis maximal 15 mm (1/e²)
  • Mögliche Dauerstrichlaserleistung mit Flüssigkeitskühlung: bis zu maximal 3 kW
  • Optische Qualität über den Betätigungsbereich M²<1.4

 

IR-Beschichtung

  • Möglicher Wellenlängenbereich des Bearbeitungslasers: 1020nm – 1080nm
  • Laserapertur Bearbeitungslaser: größer als 8,0 mm bis maximal 20,0 mm (1/e²).
    Bitte beachten Sie: kleine Strahlen werden bevorzugt.
  • Empfohlene Laserapertur 10kW Bearbeitungslaser: ≤15mm
  • Mögliche Dauerstrichlaserleistung mit Flüssigkeitskühlung: bis zu maximal 10 kW
  • Optische Qualität über den Betätigungsbereich M² besser 1,4
  • Wellenlänge des Pilotlasers: 650 nm
  • Reflexion des Pilotlasers bei 650 nm >80%.

 

Blau-Beschichtung

  • Möglicher Wellenlängenbereich des Bearbeitungslasers: 342 nm-356 nm
  • Laserapertur Bearbeitungslaser: größer als 4,0 mm bis maximal 15,0 mm (1/e²).
    Bitte beachten Sie: kleine Strahlen ≤8mm werden bevorzugt.
  • Vom Hersteller bestätigte Laser -Schadensschwelle ist geeignet für Strahldurchmesser ≥1mm @ 343nm+/- 1nm, τ =2,4ps, Spitzenenergie 5,4µJ@8MHz, mittlere Leistung=50W
  • Entwickelt für linear polarisiertes Licht
  • optische Qualität über den Betätigungsbereich M² besser 1,4

Andere Beschichtungen auf Anfrage.

4. Ready-2-use Elektronik

Unser Ziel sind möglichst geringe Integrationsbarrieren für unsere Kunden.
Daher verfügt unser kreislaufgesteuertes System über verschiedene Steuerungsoptionen: Manuel, Ethernet-basiert und voll integriert

Die manuelle Steuerungsaktivierung verwendet den analogen Eingang unseres ZwobbelCon über einen Funktionsgenerator.
Dies ist der Standard für Machbarkeitstests an verschiedenen Lasermaschinen und im Labor.
Mit der manuellen Steuerung können die Oszillationsparameter bei Laserschneideversuchen sehr einfach und schnell eingestellt werden.

Optional ist eine USB-basierte Ausgabe der Sensordaten verfügbar.
Die mitgelieferte Benutzeroberfläche kann von den Kunden verwendet werden, um Spiegeltemperaturen, Sensordaten und Eingangssignale zu erfassen.

Für 3D-Anwendungen sind spezielle Software und Elektronik erhältlich.
Wir bieten ein Ethernet-basiertes Paket an, das die Steuerung des Zwobbels und der beiden zusätzlichen Achsen des 2D-Spiegels ermöglicht.
Zusätzliche Software für die 3D-Positionierung ist im Lieferumfang enthalten.

Unser voll integriertes System ist kundenorientiert und wird an die Maschinensteuerungssysteme unserer Kunden angepasst.
Bitte teilen Sie uns mit, welche BUS-Systeme und Protokolle Sie verwenden.

5. Schnelle Sprungreaktionen

Unser Ziel ist es, eine schnelle und genaue Fokussierung des Laserstrahls zu erreichen.
Um dies zu erreichen, haben wir einen hochpräzisen Messsensor in unseren Zwobbelspiegel integriert, der eine präzise Regelung ermöglicht.

Hier sind unsere wichtigsten Funktionen und für die beiden Anwendungsfälle – schrittweise Aktivierung und kontinuierliche Oszillation :

  • Sprungantwortzeit von 1,5 – 3,0 ms, mit einer Genauigkeit von ±100µm.
    Dies wurde mit unserer Standardkonfiguration mit einem f=200mm Objektiv gemessen.
  • Wir sind in der Lage, Schwingungen bis zu 2000 Hz zu erzeugen.
    Minimale Dämpfung (±5%) bis zu 500 Hz und bis zu 40% Dämpfung bei 2000 Hz
  • Verfügbare Schwingungsformen: sinusförmig und dreieckig
  • Genauigkeit der Oszillationsamplitude: ±5% (Standard).
  • Nachführfehler von etwa 0,5 ms.
  • Es können bis zu 4 Modi integriert werden.
Messung der Sprungantwortzeit für einen Schritt von 50% des verfügbaren Hubs. Das Eingangssignal ist ein Schritt (blau) und die Spiegelreaktion ist schwarz. Nach ~1,5ms ist der Zielwert erreicht und er bleibt in einem engen Fehlerband

6. Integrationsfähigkeit

Der Zwobbel® wurde als gebrauchsfertige Lösung für die Laserbearbeitung entwickelt.
Bei der Laserbearbeitung werden Laserköpfe zur Kollimation und Fokussierung des Laserlichts verwendet.
Unsere Technologie wird als 90°-Klappspiegel dazwischen geschaltet, der die Kollimation des Strahls verändert.
So lässt sich die resultierende Fokusposition der Fokussierlinse leicht verändern.
Die Abbildung zeigt eine Realisierung des Fraunhofer IWS in Dresden zusammen mit einem dynamischen 2D-Scanner.

3D-Remote-Anwendungen erfordern den Einbau in Roboterarme.
Hier sind Kompaktheit, geringes Gewicht und anpassbare Kabellänge gefragt.
Unsere 500g leichte Technologie wurde in die JENOPTIK 3D-Laserschneidanlage integriert.
Hier ist der Zwobbel auch mit einer manuellen Tiptilt-Steuerung ausgestattet, die für die optische Ausrichtung in Roboterarmen benötigt wird.
Zusätzlich haben wir ein Gehäuse um die Optomechanik herum installiert, um Verunreinigungen zu vermeiden.
Natürlich sind alle notwendigen Kabel herausgeführt.

Ihr Kontakt

Claudia Reinlein

Adaptive Optik-Enthusiast | Gründer | CEO

Mail: claudia.reinlein@robustao.de

Telefon: +49 (0) 3641 55 418 1

Fax: +49 (0) 3641 55 418 99