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VCSEL 가열 시스템 개요
VCSEL 가열 시스템 개요
VCSEL 히팅 시스템

산업용 VCSEL 가열 시스템

수많은 산업 응용 프로그램을 위한 직접 레이저 열처리

VCSEL 히팅 시스템

산업용 VCSEL 가열 시스템

고정밀 가공을 위해 개별적으로 제어 가능한 방출 구역

산업용 VCSEL 가열 시스템

VCSEL 어레이을 기반으로 하는 빔 소스는 파장을 선택할 수 있는 방향성 적외선 빔으로 대규모 면적을 가열할 수 있습니다. 이 VCSEL 가열 시스템은 수많은 가열 프로세스 산업에 사용됩니다. 가공 영역이 레이저 빔에 직접 노출되기 때문에 값비싼 광학장치나 스캐너 시스템 없이도 기존의 레이저 시스템과 비교하여 눈에 띄는 비용적 이점을 확보할 수 있습니다. 시스템의 특징은 정밀한 적외선 전력 제어 및 빠른 스위칭 외에도 레이저 모듈의 작은 세그먼트를 독립적으로 제어하여 공간 가열 프로필을 원하는대로 프로그래밍할 수 있다는 것입니다. 가열 패턴은 작동 중에도 동적으로 변경할 수 있습니다. 이를 통해 어디서도 볼 수 없는 프로세스 유연성을 실현할 수 있습니다.

스케일링 가능한 출력

킬로와트 범위로 스케일링 가능한 전력 출력의 이점을 누리십시오.

높은 출력 밀도

100W/cm²의 복사강도를 통해 높은 프로세스 속도를 달성하십시오.

정밀 컨트롤

VCSEL 빔 소스의 개별 방출 영역은 독립적으로 제어할 수 있습니다.

간단한 통합

레이저 모듈의 내구성이 강하고 디자인이 단순하여 산업 시설 및 생산 프로세스에 쉽게 통합됩니다.

큰 면적의 열 처리 영역

높은 역반사 내성과 넓은 범위를 직접적으로 균일하게 열처리하는 이점을 누리십시오. 100W/cm² 이상의 높은 복사강도로 인해 높은 프로세스 속도를 달성할 수 있습니다.

유연한 가열 프로필 제어

가열 출력을 정밀 제어하고 세로 방향에 대한 가열 프로세스를 자유롭게 제어할 수 있다는 이점이 있습니다.

가구용 목판 생산 시스템에서 신속하게 이루어지는 대규모 플라스틱 부품의 결합

높은 복사 에너지를 가열부에 균일하게 방사하여 대규모 플라스틱 부품을 신속하게 웰딩할 수 있는 이점이 있습니다. 모듈의 크기가 작기 때문에 통합이 매우 간편합니다.

자동차 산업 현장에서 이루어지는 차체 강철 연화

VCSEL 가열 모듈을 통해 고강도 강철을 쉽고 빠르게 선택적으로 연화할 수 있습니다. 이는 자동차 생산 분야에 커다란 이점으로 작용합니다.

e-모빌리티: 배터리 필름 건조

리코팅 프로세스에 이어서 활성제를 전극 필름에서 건조시켜야 합니다. 산업용 VCSEL 하팅 시스템이 이 단계를 수행합니다. 이때 VCSEL-Arrays를 기반으로 하는 빔 소스는 파장을 선택할 수 있는 방향성 적외선 빔으로 대규모 면적을 가열할 수 있습니다.

기타 정보

e-모빌리티: 포치 셀 실링

VCSEL 히팅 시스템을 포치 셀 실링에 사용하면 실링 결과의 품질을 높여줍니다. 또한 공정 시간이 단축되고 공정이 최대 세 배 빨라집니다.

기타 정보

웨이퍼 히팅

VCSEL 레이저는 반도체 산업에서 급속 열처리 공정(Rapid Thermal Processing, RTP)용 웨이퍼 가열용으로 사용될 수 있습니다. VCSEL 히팅 모듈은 개별 히팅 구역의 제어를 적절하게 수행하여 빠르고 일관되게 웨이퍼가 가열되도록 합니다. 이때 초당 섭씨 수백 도로 온도가 상승할 수 있습니다.

레이저 금속 융용을 통한 부품 생산

금속을 이용한 적층 가공 (예열)

소위 선택적 레이저 소결(SLS) 방식에서 집속된 레이저 빔이 플라스틱 분말을 국부적으로 녹여서 부품을 생성합니다. 이는 3.000개 이상의 개별적으로 제어 가능한 레이저(VCSEL-Arrays)를 포함하는 TRUMPF의 매우 혁신적인 VCSEL 가열 시스템에 의해 가능합니다. 하나 또는 두 개의 레이저가 조형 필드를 스캔하는 기존 3D 프린팅 기계에 비해 생산 속도가 약 10배 증가합니다. 무엇보다도 이 테크놀로지로 플라스틱 사출성형 내의 응용 프로그램을 매우 생산적으로 구현할 수 있습니다.

태양광 발전: 레이저 구동 동시 소성 프로세스, 초고속 재생 및 초고속 라이트 소킹(Ultrafast Light Soaking) 프로세스

VCSEL 히팅 시스템은 이 태양전지 생산에서 다양한 장점을 제공합니다. 예를 들어 태양전지 접점에 대한 적절한 번인 프로세스의 경우가 여기에 해당됩니다. 그 외에 재생 프로세스에서도 셀에 대한 집중적인 조사를 통해 결함이 최소화되고 에너지 전달 장애가 제거되어 효율성이 높아집니다.

기타 정보

반도체 생산 공정: 레이저 어시스트 본딩(Laser Assisted Bonding, LAB)

레이저 어시스트 본딩(Laser Assisted Bonding, LAB)의 경우 플립 칩이 연결 엘리먼트인 솔더 볼을 이용하여 기판에 장착됩니다. VCSEL 히팅 시스템은 위에서 칩에 조사하고 레이저 에너지는 규소 칩을 통해 전달되어 솔더 볼이 칩과 기판 사이에서 용융되도록 합니다. VCSEL 히팅 시스템은 다른 솔루션과 비교하여 더 넓고 더 높은 출력 옵션을 가진 히팅 면을 갖고 있습니다.

반도체 생산 공정: 레이저 어시스트 솔더링(Laser Assisted Soldering, LAS)

레이저 어시스트 솔더링(Laser Assisted Soldering, LAS)의 경우 솔더 볼을 VCSEL 적외선 열처리 방식을 이용하여 기판의 솔더 패드와 바로 연결할 수 있습니다. 이때 특히 작은 솔더 볼과 피치가 사용될 경우는 특별합니다. VCSEL 히팅 시스템 테크놀로지는 고정밀 가열 공정과 높은 용접 위치 품질을 제공합니다. LAS 프로세스는 또한 기판 수명을 높여줍니다.

플라스틱을 이용한 적층 가공

소위 선택적 레이저 소결(SLS) 방식에서 집속된 레이저 빔이 플라스틱 분말을 국부적으로 녹여서 부품을 생성합니다. 이는 3.000개 이상의 개별적으로 제어 가능한 레이저(VCSEL-Arrays)를 포함하는 TRUMPF의 매우 혁신적인 VCSEL 가열 시스템에 의해 가능합니다. 하나 또는 두 개의 레이저가 조형 필드를 스캔하는 기존 3D 프린팅 기계에 비해 생산 속도가 약 10배 증가합니다. 무엇보다도 이 테크놀로지로 플라스틱 사출성형 내의 응용 프로그램을 매우 생산적으로 구현할 수 있습니다.

레이저 변수                
파장 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 +/- 20 nm
레이저 출력 2.4 kW 4.8 kW 9.6 kW 19.2 kW 6.4 kW 2 kW 6 kW 4.8 kW
방사각 전형적으로 10° (95 % 출력 기준) 전형적으로 10° (95 % 출력 기준) 전형적으로 10° (95 % 출력 기준) 전형적으로 10° (95 % 출력 기준) 전형적으로 10° (95 % 출력 기준) - 전형적으로 10° (95 % 출력 기준) 전형적으로 10° (95 % 출력 기준)
구역 수량 12 개 24 개 48 개 96 개 96 개 10 개 30 개 24 개
방출 범위 40 x 52 mm2 40 x 104 mm2 40 x 208 mm2 417.5 x 38 mm2 199.1 x 38 mm2 47 x 26 mm2 521.6 x 25.3 mm2 zweimal 40 x 52 mm2
에너지 밀도 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 140 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2
레이저 등급 4 4 4 4 4 4 4 4
광학장치                
광학요소 선택적으로 포커싱 광학장치 또는 산란 광학장치 포함 선택적으로 포커싱 광학장치 또는 산란 광학장치 포함 선택적으로 포커싱 광학장치 또는 산란 광학장치 포함 선택적으로 포커싱 광학장치 또는 산란 광학장치 포함 선택적으로 포커싱 광학장치 또는 산란 광학장치 포함 26 mm 미러 집광기 선택적으로 포커싱 광학장치 또는 산란 광학장치 포함 선택적으로 포커싱 광학장치 또는 산란 광학장치 포함
보호유리
이중 보호 디스크, 반사방지 코팅

이중 보호 디스크, 반사방지 코팅

이중 보호 디스크, 반사방지 코팅

이중 보호 디스크, 반사방지 코팅

이중 보호 디스크, 반사방지 코팅

이중 보호 디스크, 반사방지 코팅

이중 보호 디스크, 반사방지 코팅

이중 보호 디스크, 반사방지 코팅
크기                
치수, 폭 87 mm 87 mm 87 mm 112.7 mm 93 mm 49 mm 133.5 mm 166 mm
치수, 높이 48 mm 48 mm 48 mm 113 mm 100 mm 133 mm 87 mm 71 mm
치수, 깊이 108 mm 160 mm 264 mm 563 mm 319 mm 270 mm 652 mm 254 mm
드라이버 유닛                
드라이버 유닛 수량 1 개 2 개 4 개 1 개 1 개 1 개 1 개 2 개
레이저 컨트롤 시스템 전형적으로 10 ms 시간 상수, 레이저 방출 구역의 개별 컨트롤 시스템, 통합 레이저 모니터링 전형적으로 10 ms 시간 상수, 레이저 방출 구역의 개별 컨트롤 시스템, 통합 레이저 모니터링 전형적으로 10 ms 시간 상수, 레이저 방출 구역의 개별 컨트롤 시스템, 통합 레이저 모니터링 전형적으로 10 ms 시간 상수, 레이저 방출 구역의 개별 컨트롤 시스템, 통합 레이저 모니터링 전형적으로 10 ms 시간 상수, 레이저 방출 구역의 개별 컨트롤 시스템, 통합 레이저 모니터링 전형적으로 10 ms 시간 상수, 레이저 방출 구역의 개별 컨트롤 시스템, 통합 레이저 구역 모니터링 전형적으로 10 ms 시간 상수, 레이저 방출 구역의 개별 컨트롤 시스템, 통합 레이저 모니터링 전형적으로 10 ms 시간 상수, 레이저 방출 구역의 개별 컨트롤 시스템, 통합 레이저 구역 모니터링
기계 인터페이스 이더넷 기반 (EtherCAT® 로그) 이더넷 기반 (EtherCAT® 로그) 이더넷 기반 (EtherCAT® 로그) 이더넷 기반 (EtherCAT® 로그) 이더넷 기반 (EtherCAT® 로그) 이더넷 기반 (EtherCAT® 로그) 이더넷 기반 (EtherCAT® 로그) 이더넷 기반 (EtherCAT® 로그)
전원 공급 3 선 도체 400V (±10 %), 47-63 Hz 3 선 도체 400V (±10 %), 47-63 Hz 3 선 도체 400V (±10 %), 47-63 Hz 3 선 도체 400V (±10 %), 47-63 Hz 3 선 도체 400V (±10 %), 47-63 Hz 3 선 도체 400V (±10 %), 47-63 Hz 3 선 도체 400V (±10 %), 47-63 Hz 3 선 도체 400V (±10 %), 47-63 Hz
설치                
주변 온도 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C
습도 (최대) 20 °C의 냉각수 온도에 응축되지 않음 20 °C의 냉각수 온도에 응축되지 않음 20 °C의 냉각수 온도에 응축되지 않음 20 °C의 냉각수 온도에 응축되지 않음 20 °C의 냉각수 온도에 응축되지 않음 20 °C의 냉각수 온도에 응축되지 않음 20 °C의 냉각수 온도에 응축되지 않음 20 °C의 냉각수 온도에 응축되지 않음
냉각장치 냉각수/냉각수 또는 냉각수/공기 열교환기 장착형 냉각장치 필요 냉각수/냉각수 또는 냉각수/공기 열교환기 장착형 냉각장치 필요 냉각수/냉각수 또는 냉각수/공기 열교환기 장착형 냉각장치 필요 냉각수/냉각수 또는 냉각수/공기 열교환기 장착형 냉각장치 필요 냉각수/냉각수 또는 냉각수/공기 열교환기 장착형 냉각장치 필요 냉각수/냉각수 또는 냉각수/공기 열교환기 장착형 냉각장치 필요 냉각수/냉각수 또는 냉각수/공기 열교환기 장착형 냉각장치 필요 냉각수/냉각수 또는 냉각수/공기 열교환기 장착형 냉각장치 필요

PPM412-12-980-24

2.4 kW VCSEL 히팅 모듈은 가장 작은 기본 모듈입니다. 이 모듈은 다른 모듈과 마찬가지로 사용 범위에 직접 주사하고, 추가적인 광학 장치나 스캐너 시스템을 사용하지 않음으로써 높은 비용 장점을 제공합니다.

PPM412-24-980-48

4.8 kW VCSEL 히팅 모듈은 넓은 공간의 히팅에 적합한 기본 모듈입니다.

PPM412-48-980-96

9.6 kW VCSEL 히팅 모듈 역시 넓은 공간의 히팅에 적합한 기본 모듈입니다.

PPM412-96-980-192

이 기본 VCSEL 히팅 시스템은 다양한 제품 버전의 바탕이 되는 시스템으로 다양한 고객 요구 사항에 맞게 변경할 수 있습니다. 그 폭과 이에 따라 확인되는 면적을 간편하게 확장할 수 있습니다. 적외선 전력 출력은 최대 수십 킬로와트에 달할 수 있습니다.

PPM415-32-980-64

VCSEL 히팅 시스템은 고객별 요건에 따라 간단하게 조정할 수 있습니다. 고객 용도에 따라 올바른 VCSEL 히팅 시스템 구성이 함께 확인됩니다.

TRUMPF 포토닉스 복합 제조

PPM417-10-980-20

2.0 kW VCSEL 히팅 모듈에는 집중식 광학장치가 포함되어 레이저 방사를 접합부에 집중할 수 있도록 합니다. 이 모듈은 특히 연결제 영역에 사용하기에 적절합니다.

PPM419-30-980-60

이 VCSEL 모듈의 에너지 밀도는 폭이 넓을 경우 비교적 낮습니다. 따라서 배터리 필름을 건조하기에 매우 적합합니다. 여러 모듈을 순서대로 배열하여 긴 구간 동안 건조가 이루어지도록 할 수 있습니다.

PPM420-24-980-48

VCSEL 모듈은 용접되고 심이 없는 모서리가 적용된 가구 부품 제조에 요구되는 특별한 조건을 뛰어난 품질로 충족합니다. 이 콤팩트한 VCSEL 레이저 발진기에는 다양한 모서리 높이를 위한 수평 방향의 구획 나누기 기능이 있으며 매우 평평한 디자인을 가져 접합 공정 위치에 매우 가깝게 위치할 수 있습니다.

초점 광학장치가 있는 소형 VCSEL 가열 모듈

32개의 VCSEL 어레이 및 초점 광학장치가 있는 소형 레이저 모듈. 각각의 VCSEL 어레이는 개별적으로 제어할 수 있으며 2W의 전력 출력을 제공합니다. VCSEL 가까이에 배치된 드라이버 전자장치는 매우 빠른 스위칭을 가능하게 합니다(< 5 µs). 상응하는 광학장치를 사용하면 플라스틱의 3D 프린팅 또는 포장재 마킹과 같이 최대 250 dpi의 해상도와 최대 10^4 W/cm2의 에너지 밀도를 가진 프린팅 응용 프로그램을 지원할 수 있습니다.

VCSEL 히팅 시스템 컨트롤 소프트웨어

기본 드라이버 컨트롤 소프트웨어

컨트롤 소프트웨어의 기본 버전은 VCSEL 히팅 시스템의 레이저 채널을 수동으로 제어하고 출력을 조정하는 기능을 제공합니다.

고급형 드라이버 컨트롤 소프트웨어

컨트롤 소프트웨어의 확장 버전은 기본 버전을 바탕으로 디자인되었으며 온도 제어 또는 펄스 등과 같은 추가 기능을 제공합니다. 또한 시간 및 출력 프로필을 생성할 수 있습니다. 이를 통해 VCSEL 히팅 시스템의 출력을 가공 시간 동안 변경할 수 있습니다.

렌즈

보조 렌즈를 통해 VCSEL 히팅 시스템의 열 밀도에 영향을 줄 수 있습니다. 볼록 렌즈의 경우 VCSEL 모듈의 에너지 밀도가 높아질 수 있습니다. 오목 렌즈를 사용할 경우 모듈의 에너지 밀도가 낮아집니다.

에어 나이프

레이저 시스템의 보호 유리에서 스패터나 증기를 제거하고자 할 때 에어 나이프를 사용할 수 있습니다. 이 기능은 레이저 전방에 보호하는 공기흐름을 형성합니다.

마운팅 앵글

마운팅 앵글은 VCSEL 히팅 모듈에 대한 기술 설치 작업을 간편하게 만들어집니다.

에너지 밀도 감소

낮은 에너지 밀도가 필요한 작업의 경우 빽빽하지 않게 배치된 이미터와 디포커싱 렌즈가 있는 VCSEL 히팅 모듈을 사용할 수 있습니다.

국가에 따라 이 제품 분류 및 기재 사항이 다를 수 있습니다. 기술, 사양, 가격 및 액세서리 제공 품목이 변경될 수 있습니다. 제품이 귀하의 국가에서 사용 가능한지에 대한 여부는 현지 담당자에게 문의하십시오.

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