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Panoramica dei sistemi di riscaldamento VCSEL
Panoramica dei sistemi di riscaldamento VCSEL
Sistema di riscaldamento VCSEL

Sistemi TruHeat VCSEL industriali

Trattamento termico laser diretto per numerose applicazioni come asciugatura, saldatura o addolcimento

Sistema di riscaldamento VCSEL

Sistemi TruHeat VCSEL industriali

Zone di emissioni comandate singolarmente per lavorazioni ad alta precisione

Sistemi TruHeat VCSEL industriali

Le apparecchiature laser basate su array VCSEL sono in grado di riscaldare ampie superfici con irradiazione mirata di raggi infrarossi con lunghezza d'onda selettiva. I sistemi TruHeat VCSEL vengono utilizzati in numerosi processi di riscaldamento industriali. Grazie all'esposizione diretta della superficie da trattare, che non richiede l'utilizzo di costosi sistemi ottici o di tastaggio, è possibile ottenere notevoli vantaggi sui costi rispetto ai tradizionali sistemi laser. L'eccezionalità di questi sistemi si riscontra nel fatto che, oltre alla precisione del controllo e alla velocità della commutazione della potenza degli infrarossi, il controllo indipendente dei piccoli segmenti dei moduli laser permette anche di programmare liberamente il profilo termico spaziale. I modelli termici possono essere modificati dinamicamente anche mentre il sistema è in funzione. In questo modo si ottiene una flessibilità di processo senza pari.

Potenza variabile

Beneficiate di una potenza di uscita variabile nel campo dei kW.

Irradianza elevata

Con una densità di energia di 100 W/cm² si ottiene un'elevata velocità di processo.

Controllabile con precisione

Le singole zone di emissione della sorgente del raggio VCSEL possono essere comandate indipendentemente l'una dall'altra.

Integrazione semplice

I robusti e compatti moduli laser possono essere integrati con semplicità in impianti e processi di produzione industriali.

Funzionamento e produzione dei sistemi TruHeat VCSEL
Le zone di emissione dei sistemi TruHeat VCSEL possono essere comandate indipendentemente l'una dall'altra
VCSEL Insights: introduzione al trattamento termico laser con i sistemi TruHeat VCSEL
Trattamento termico su ampia superficie

Beneficiate di un trattamento termico diretto e omogeneo di aree di ampie dimensioni, nonché di un'elevata tolleranza alle retroriflessioni. Grazie all'elevata densità di energia superiore a 100 W/cm², con i sistemi TruHeat VCSEL si ottengono velocità di processo elevate.

Controllo flessibile del profilo termico

Beneficiate dei vantaggi di una regolazione precisa della potenza termica, nonché di un controllo libero del profilo termico in direzione longitudinale.

E-mobility: asciugatura di lamine per batteria

Terminato il processo additivo, occorre asciugare il materiale attivo sulle lamine per elettrodi. Questo compito può essere svolto dai sistemi di riscaldamento industriali VCSEL; le sorgenti laser basate su array VCSEL sono infatti in grado di riscaldare ampie superfici con irradiazione mirata di raggi infrarossi con lunghezza d'onda selettiva.

ULTERIORI INFORMAZIONI

E-mobility: sigillatura di celle pouch

L'impiego di sistemi TruHeat VCSEL per la sigillatura di celle pouch aumenta la qualità dei risultati della sigillatura. Con i sistemi di riscaldamento VCSEL si riduce inoltre il tempo di processo, che risulta fino a tre volte più veloce.

ULTERIORI INFORMAZIONI

Addolcimento locale di acciaio da carrozzeria nell'industria automobilistica

Con i sistemi TruHeat VCSEL è semplice e veloce addolcire selettivamente pezzi in acciaio ad alta resistenza. Questo processo porta numerosi vantaggi soprattutto nell'industria automotive.

Wafer Heating

I laser VCSEL possono essere impiegati nell'industria dei semiconduttori per riscaldare i wafer per il rapid thermal processing (RTP). I sistemi TruHeat VCSEL permettono un riscaldamento veloce e omogeneo dei wafer, poiché consentono di controllare in modo eccellente le singole zone da riscaldare. Si riescono a raggiungere aumenti di temperatura di alcune centinaia di gradi Celsius al secondo.

Produzione di semiconduttori: Laser Assisted Bonding (LAB)

Con il processo Laser Assisted Bonding (LAB) un flip chip viene collocato su un circuito stampato mediante sfere di saldatura (solder ball) che fungono da elemento di collegamento. Il sistema TruHeat VCSEL irradia il chip dall'alto, l'energia laser viene trasmessa attraverso un chip di silicio per fondere le sfere di saldatura tra il chip e il circuito stampato. Rispetto ad altre soluzioni, i sistemi di riscaldamento basati su VCSEL offrono superfici riscaldate più ampie e opzioni di potenza più elevata.

Produzione di semiconduttori: Laser Assisted Soldering (LAS)

Con il processo Laser Assisted Soldering (LAS) le sfere di saldatura vengono collegate direttamente ai pad di saldatura sul circuito stampato mediante il trattamento termico a infrarossi VCSEL. Questo processo è particolarmente interessante quando si impiegano sfere di saldatura e pitch di dimensioni inferiori. La tecnologia dei sistemi di riscaldamento VCSEL offre un riscaldamento di alta precisione e la massima qualità dei punti saldati. Il processo LAS contribuisce inoltre ad aumentare la durata utile dei circuiti stampati.

Produzione additiva con materie plastiche

Con la cosiddetta "sintetizzazione selettiva con laser" (SLS), un raggio laser mirato fonde localmente la polvere di plastica e genera così il componente. Ciò è reso possibile da un sistema TruHeat VCSEL altamente innovativo di TRUMPF, che contiene oltre 3.000 laser (array VCSEL) comandabili singolarmente. La velocità di produzione viene così aumentata di circa 10 volte rispetto alle stampanti 3D convenzionali, in cui il campo di costruzione viene scansionato da uno o due laser. Con questa tecnologia è possibile rendere altamente produttive soprattutto le applicazioni nello stampaggio a iniezione di materie plastiche.

Generazione di componenti con la laser metal fusion

Produzione additiva con i metalli (preriscaldamento)

In componenti di metallo di grande volume stampati in 3D i gradienti termici hanno spesso ripercussioni negative sui pezzi sinterizzati. Il calore laser generato da VCSEL dall'alto può portare al minimo le tensioni in quanto riduce notevolmente le tensioni termiche e la deformazione sul pezzo stampato, migliorando così le proprietà meccaniche del componente.

Assemblaggio veloce di grandi parti di plastica nella lavorazione di pannelli per mobili

Beneficiate di una rapida saldatura di grandi parti di plastica, grazie all'elevata densità di energia nella zona calda irradiata in modo omogeneo. L'integrazione è molto semplice, grazie alle ridotte dimensioni del modulo.

Fotovoltaico: Laser-Powered Co-Firing Process, ultrafast Regeneration e Light Soaking Process

I sistemi TruHeat VCSEL portano numerosi vantaggi nella produzione di celle solari. Ad esempio, con il processo di impressione dei contatti sulla cella solare. Ma anche nei processi di rigenerazione: l’irraggiamento intensivo della cella permette di evitare difetti, abbattere le barriere energetiche e quindi di aumentare l’efficienza.

ULTERIORI INFORMAZIONI
Parametri laser            
Lunghezza d'onda 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm
Potenza laser 2,4 kW 4,8 kW 9,6 kW 19,2 kW 6,4 kW 6 kW
Angolo di radiazione Tipico 10° (con 95% di potenza) Tipico 10° (con 95% di potenza) Tipico 10° (con 95% di potenza) Tipico 10° (con 95% di potenza) Tipico 10° (con 95% di potenza) Tipico 10° (con 95% di potenza)
Numero di zone 12 pz. 24 pz. 48 pz. 96 pz. 96 pz. 30 pz.
Area di emissione 40 x 52 mm2 40 x 104 mm2 40 x 208 mm2 417.5 x 38 mm2 199.1 x 38 mm2 521.6 x 25.3 mm2
Densità di energia typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2
Classe laser 4 4 4 4 4 4
Sistema ottico            
Elemento ottico Opzionale con ottica di focalizzazione o terminologia da verificare Opzionale con ottica di focalizzazione o terminologia da verificare Opzionale con ottica di focalizzazione o terminologia da verificare Opzionale con ottica di focalizzazione o terminologia da verificare Opzionale con ottica di focalizzazione o terminologia da verificare Opzionale con ottica di focalizzazione o terminologia da verificare
Vetro di protezione
Lastra di protezione doppia, con rivestimento antiriflesso

Lastra di protezione doppia, con rivestimento antiriflesso

Lastra di protezione doppia, con rivestimento antiriflesso

Lastra di protezione doppia, con rivestimento antiriflesso

Lastra di protezione doppia, con rivestimento antiriflesso

Lastra di protezione doppia, con rivestimento antiriflesso
Dimensione            
Dimensione larghezza 87 mm 87 mm 87 mm 112,7 mm 93 mm 133,5 mm
Dimensione altezza 48 mm 48 mm 48 mm 113 mm 100 mm 87 mm
Dimensione profondità 108 mm 160 mm 264 mm 563 mm 319 mm 652 mm
Unità driver            
Numero di unità driver 1 pz. 2 pz. 4 pz. 1 pz. 1 pz. 1 pz.
Controllo laser tempo medio pari a 10 ms ; controllo individuale delle zone di emissione laser; monitoraggio laser integrato tempo medio pari a 10 ms ; controllo individuale delle zone di emissione laser; monitoraggio laser integrato tempo medio pari a 10 ms ; controllo individuale delle zone di emissione laser; monitoraggio laser integrato tempo medio pari a 10 ms ; controllo individuale delle zone di emissione laser; monitoraggio laser integrato tempo medio pari a 10 ms ; controllo individuale delle zone di emissione laser; monitoraggio laser integrato tempo medio pari a 10 ms ; controllo individuale delle zone di emissione laser; monitoraggio laser integrato
Interfaccia macchina Basata su Ethernet (protocollo EtherCAT®) Basata su Ethernet (protocollo EtherCAT®) Basata su Ethernet (protocollo EtherCAT®) Basata su Ethernet (protocollo EtherCAT®) Basata su Ethernet (protocollo EtherCAT®) Basata su Ethernet (protocollo EtherCAT®)
Alimentazione elettrica Trifase 400 V (±10%), 47-63 Hz Trifase 400 V (±10%), 47-63 Hz Trifase 400 V (±10%), 47-63 Hz Trifase 400 V (±10%), 47-63 Hz Trifase 400 V (±10%), 47-63 Hz Trifase 400 V (±10%), 47-63 Hz
Installazione            
Temperatura ambiente 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C
Umidità dell'aria (max.) Senza condensazione per temperatura dell'acqua di raffreddamento di 20 °C Senza condensazione per temperatura dell'acqua di raffreddamento di 20 °C Senza condensazione per temperatura dell'acqua di raffreddamento di 20 °C Senza condensazione per temperatura dell'acqua di raffreddamento di 20 °C Senza condensazione per temperatura dell'acqua di raffreddamento di 20 °C Senza condensazione per temperatura dell'acqua di raffreddamento di 20 °C
Apparecchio refrigeratore Unità refrigerante con acqua/acqua o acqua/aria, necessario scambiatore di calore Unità refrigerante con acqua/acqua o acqua/aria, necessario scambiatore di calore Unità refrigerante con acqua/acqua o acqua/aria, necessario scambiatore di calore Unità refrigerante con acqua/acqua o acqua/aria, necessario scambiatore di calore Unità refrigerante con acqua/acqua o acqua/aria, necessario scambiatore di calore Unità refrigerante con acqua/acqua o acqua/aria, necessario scambiatore di calore
Panoramica dei sistemi di riscaldamento VCSEL

TruHeat VCSEL Serie 3000

Il moduli standard di TruHeat VCSEL Serie 3000 sono disponibili nelle varianti da 2,4 kW, 4,8 kW, 9,6 kW e 19,2 kW, e vengono impiegati per applicazioni di riscaldamento mirate e su ampie superfici. Il rispettivo campo di applicazione viene irradiato direttamente, senza dover ricorrere a un sistema ottico o a un sistema di tastaggio supplementare.

TruHeat VCSEL 3012

Il sistema TruHeat VCSEL 3012 è caratterizzato da una densità di energia relativamente bassa a fronte di una larghezza elevata. Per questo è particolarmente adatto per l'asciugatura di lamine di batterie. Si possono posare più moduli in successione, per ottenere un percorso di asciugatura più lungo.

Soluzioni speciali

I sistemi di riscaldamento VCSEL sono flessibili e possono essere adattati alle esigenze specifiche dei clienti. La giusta configurazione del sistema di riscaldamento VCSEL viene determinata insieme in base all'applicazione del cliente.

L'immagine mostra un modulo laser compatto con 32 array VCSEL e ottiche di focalizzazione per l'impiego nella stampa 3D di materie plastiche o per la marcatura di materiale di imballaggio. Ogni array VCSEL è comandato singolarmente ed è dotato di una potenza di uscita di 2 W.

Software del sistema di comando per sistemi TruHeat VCSEL

Basic Driver Control Software

La versione base del software del sistema di comando offre la funzionalità di controllo manuale dei canali laser del sistema TruHeat VCSEL e di regolazione della potenza.

Advanced Driver Control Software

La versione avanzata del software di comando si basa sulla versione base e offre ulteriori funzionalità, come la regolazione della temperatura o il pulsaggio. È inoltre possibile generare profili di tempo e potenza. In questo modo si può variare la potenza del sistema TruHeat VCSEL durante il tempo di lavorazione.

Lenti

Mediante l'utilizzo di ulteriori lenti è possibile influire sulla densità termica dei sistemi TruHeat VCSEL. Lenti positive aumentano la densità di energia dei moduli di riscaldamento VCSEL. Lenti negative riducono la densità di energia dei moduli.

Air Knife

Per tenere lontani spruzzi e vapori dal vetro di protezione del sistema laser, si può utilizzare l’Air Knife, che genera un flusso d’aria protettivo davanti al laser.

Angolare di montaggio

Gli angolari di montaggio semplificano il montaggio tecnico di un sistema TruHeat VCSEL.

Densità di energia ridotta.

Per applicazioni in cui è richiesta una ridotta densità di energia, è possibile impiegare un sistema TruHeat VCSEL con meno emettitori compattati e una lente di defocalizzazione.

Sono possibili scostamenti da questa gamma di prodotti e da questi dati in funzione del paese. Con riserva di modifiche relative a tecnica, dotazione, prezzo e offerta di accessori. Contattare il proprio interlocutore locale per sapere se il prodotto è disponibile nel proprio paese.

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