Laser światłowodowy Trumpf redENERGY®

Trumpf redENERGY® to seria laserów światłowodowych o dużej mocy z falą ciągłą (CW) wprowadzona na rynek przez Trumpf, przeznaczona do przemysłowego cięcia, spawania, produkcji addytywnej (druku 3D) i obróbki powierzchni. Ta seria jest znana z wysokiej wydajności elektrooptycznej, doskonałej jakości wiązki i modułowej konstrukcji i jest szeroko stosowana w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, energetycznym i precyzyjnym.

1. Podstawowe cechy i zalety techniczne

(1) Wysoka moc i wysoka wydajność

Zakres mocy: 1 kW do 20 kW (pokrywa średnie i wysokie zapotrzebowanie na moc).

Sprawność elektrooptyczna: >40%, znacznie zmniejszająca zużycie energii, pozwalająca zaoszczędzić ponad 50% energii w porównaniu z tradycyjnymi laserami CO2.

Jasność: do 50 MW/(cm²·sr), odpowiednia do głębokiego spawania i obróbki materiałów o wysokim współczynniku odbicia.

(2) Doskonała jakość wiązki

Iloczyn parametrów wiązki (BPP): <2,5 mm·mrad (mod niskiego rzędu), mała plamka ogniskowa, duża gęstość energii.

Wartość M²: <1,2 (blisko granicy dyfrakcyjnej), zapewniająca precyzyjną jakość przetwarzania.

(3) Niezawodność klasy przemysłowej

Konstrukcja całkowicie światłowodowa: brak ryzyka rozregulowania soczewek optycznych, odporność na wibracje i pył.

Inteligentny system monitorowania: monitorowanie w czasie rzeczywistym temperatury, zasilania, stanu chłodzenia i obsługa konserwacji predykcyjnej.

Żywotność: >100 000 godzin, wyjątkowo niskie koszty konserwacji.

(4) Elastyczna integracja

Konstrukcja modułowa: możliwość dostosowania do robotów, obrabiarek CNC lub niestandardowych linii produkcyjnych.

Zgodność interfejsu: obsługuje protokoły przemysłowe, takie jak Profinet i EtherCAT, i umożliwia bezproblemową komunikację z systemami automatyki.

2. Typowe obszary zastosowań

(1) Cięcie metalu

Materiały o wysokim współczynniku odbicia światła: wysokiej jakości cięcie miedzi, aluminium i mosiądzu (grubość do 50 mm).

Przemysł motoryzacyjny: precyzyjne cięcie paneli nadwozia i rur.

(2) Spawanie

Spawanie metodą „dziurkową”: spawanie obudów akumulatorów i elementów silnika.

Spawanie oscylacyjne: szerokie zastosowanie spawalnicze (np. konstrukcje statków).

(3) Produkcja addytywna (druk 3D)

Laserowe osadzanie metali (LMD): naprawa części lotniczych lub formowanie skomplikowanych struktur.

Topienie proszków w technologii SLM (ang. Powder Bed Melting): drukowanie precyzyjnych części metalowych.

(4) Obróbka powierzchni

Czyszczenie laserowe: usuwanie tlenków metali i powłok (np. w przypadku naprawy form).

Hartowanie i powlekanie: poprawa odporności części (np. bloków silnika) na zużycie.

3. Parametry techniczne (na przykładzie redENERGY G4)

Parametry redENERGY G4 Specyfikacje

Długość fali 1070 nm (bliska podczerwień)

Moc wyjściowa 1–6 kW (regulowana)

Jakość wiązki (BPP) <2,5 mm·mrad

Sprawność elektrooptyczna >40%

Metoda chłodzenia Chłodzenie wodne

Częstotliwość modulacji 0–5 kHz (obsługuje modulację impulsową)

Interfejsy EtherCAT, Profinet, OPC UA

4. Porównanie z konkurencją (redENERGY vs. inne lasery przemysłowe)

Cechy redENERGY® (światłowód) Laser CO₂ Laser dyskowy

Długość fali 1070 nm 10,6 μm 1030 nm

Sprawność elektrooptyczna >40% 10–15% 25–30%

Jakość wiązki BPP <2,5 BPP ~3–5 BPP <2

Wymagania konserwacyjne Bardzo niskie (wszystkie włókna) Wymagana regulacja gazu/lustra Wymagana regularna konserwacja dysku

Materiały, do których można stosować Metal (w tym materiały o wysokim współczynniku odbicia) Niemetal/częściowo metal Metal o wysokim współczynniku odbicia

5. Podsumowanie głównych zalet

Bardzo wysoka sprawność - konwersja elektrooptyczna >40%, co zmniejsza koszty eksploatacji.

Ekstremalna jakość wiązki - BPP <2,5, odpowiednia do precyzyjnego spawania i cięcia.

Gotowy na Przemysł 4.0 - obsługuje interfejsy cyfrowe (EtherCAT, OPC UA).

Długa żywotność i brak konieczności konserwacji — konstrukcja całkowicie światłowodowa, brak konieczności wymiany materiałów eksploatacyjnych.

Typowe zastosowania przemysłowe:

Produkcja samochodów: spawanie karoserii, obróbka podstawek akumulatorowych

Lotnictwo i kosmonautyka: spawanie elementów konstrukcyjnych ze stopów tytanu

Sprzęt energetyczny: naprawa przekładni wiatrowych

Przemysł elektroniczny: precyzyjne spawanie miedzi

6. Przegląd modeli serii

Model Zakres mocy Cechy

redENERGY G4 1–6 kW Ogólne przetwarzanie przemysłowe, opłacalne

redENERGY P8 8–20 kW Cięcie blach o bardzo dużej grubości, spawanie z dużą prędkością

redENERGY S2 500 W–2 kW Precyzyjna mikroobróbka, opcjonalny moduł zielonego światła/UV