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Visão geral dos sistemas de aquecimento VCSEL
Visão geral dos sistemas de aquecimento VCSEL
Sistemas de aquecimento VCSEL

VCSEL Infrared Power Systems

High Power for Industrial Heating

VCSEL Infrared Power Systems

As fontes de radiação baseadas em matrizes VCSEL são capazes de aquecer grandes áreas com radiação infravermelha direcionada e seletiva quanto ao comprimento de onda. Estes sistemas de aquecimento VCSEL são utilizados em muitos processos de aquecimento industrial. Devido à radiação direta da área de tratamento, é possível ter grandes vantagens econômicas em relação aos sistemas de laser convencionais, já que não é necessário ter sistemas ópticos ou sistemas de scanner caros. O destaque dos sistemas é o fato de que é possível programar, de forma independente, o perfil de aquecimento local por meio de um comando independente dos pequenos segmentos do módulo laser, além do comando preciso e da comutação rápida da potência de infravermelho. Os padrões de aquecimento podem ser alterados até dinamicamente durante a operação. Isso permite uma flexibilidade de processo sem igual.

Potência escalável

Aproveite uma potência de saída escalável na faixa de kW.

Alta densidade de potência

Atinja uma alta velocidade de processo com uma intensidade de 100 W/cm².

Controlável com precisão

As zonas de emissão individuais da fonte de feixe VCSEL podem ser controladas independentemente umas da outras.

Integração fácil

Os módulos de laser robustos e compactos podem ser facilmente integrados em sistemas industriais e processos de produção.

Tratamento térmico de grandes áreas

Beneficie-se de um tratamento térmico direto e homogêneo de grandes áreas-alvo, bem como uma alta tolerância contra reflexões para trás. Graças à alta densidade de potência de mais de 100 W/cm², você obtém altas velocidades de processo.

Controle flexível do perfil de aquecimento

Aproveite as vantagens da regulagem precisa da capacidade de aquecimento, bem como o livre comando do perfil de aquecimento no sentido longitudinal.

Junção rápida de peças de plástico grandes na produção de placas para móveis

Beneficie-se da solda rápida de grandes peças plásticas graças à alta densidade de potência na zona de aquecimento homogeneamente irradiada. A integração é muito simples devido às dimensões reduzidas do módulo.

Amolecimento local de aço da carroceria na indústria automotiva

Com os módulos de aquecimento VCSEL, é possível suavizar com rapidez e simplicidade componentes de aço de alta resistência, de maneira seletiva. Isso oferece muitas vantagens principalmente na fabricação de automóveis.

E-Mobilidade: secagem de folhas de bateria

Após o processo de revestimento, o material ativo deve ser seco sobre as folhas do eletrodo. Os sistemas de aquecimento industriais VCSEL podem assumir este passo, pois as fontes de radiação baseadas em matrizes VCSEL são capazes de aquecer grandes áreas com radiação infravermelha direcionada e seletiva, quanto ao comprimento de onda.

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E-mobilidade: vedação de células de bolsa

O uso de sistemas de aquecimento VCSEL para vedar células de bolsa aumenta a qualidade dos resultados de vedação. Além disso, o tempo de processo é reduzido, em comparação, o processo é até três vezes mais rápido.

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Aquecimento do Wafer

Os laser VCSEL podem ser usados na indústria de semicondutores para aquecer wafers para processamento térmico rápido (RTP). Os módulos de aquecimento VCSEL permitem um aquecimento rápido e homogêneo dos wafers, uma vez que as zonas de aquecimento individuais podem ser controladas de forma excelente. Podem ser alcançados aumentos de temperatura de várias centenas de graus Celsius por segundo.

Criação de componentes pela Laser Metal Fusion

Manufatura aditiva

Os gradientes térmicos ocorrem frequentemente em componentes de alto volume impressos em 3D. Com os sistemas de aquecimento VCSEL, essas tensões podem ser minimizadas na forma de aquecimento de cima.

Fotovoltaica: processo de co-queima a laser, regeneração ultrarrápida e processo de absorção de luz

Os sistemas de aquecimento VCSEL oferecem inúmeras vantagens na produção de células solares. Por exemplo, no processo de queima seletiva nos contatos da célula solar. Além disso, também nos processos de regeneração: através da irradiação intensiva da célula, os defeitos são reduzidos, as barreiras de energia são quebradas e, assim, a eficiência é aumentada.

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Produção de semicondutores: Laser Assisted Bonding (LAB)

Com Laser Assisted Bonding (LAB), um chip flip é colocado em uma placa de circuitos impressos como elemento de ligação usando esferas de solda. O sistema de aquecimento VCSEL irradia o chip de cima, a energia do laser é transmitida através de um chip de silício para derreter as esferas de solda entre o chip e a placa de circuitos. Os sistemas de aquecimento VCSEL oferecem superfícies de aquecimento maiores com opções de maior potência em comparação com outras soluções.

Produção de semicondutores: Laser Assisted Soldering (LAS)

Com a Laser Assisted Soldering (LAS), as esferas de solda são conectadas diretamente às almofadas de solda na placa de circuitos usando o tratamento térmico infravermelho VCSEL. Isto é particularmente interessante quando são usadas esferas de solda menores e campos de solda. A tecnologia do sistema de aquecimento VCSEL oferece aquecimento de alta precisão e a mais alta qualidade das juntas de solda. O processo LAS também ajuda a aumentar a vida útil das placas de circuitos impressos.

Parâmetros laser         
Comprimento de onda típico 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 +/- 20 nm
Laser Power 2,4 kW 4,8 kW 9,6 kW 19,2 kW 6,4 kW 2 kW 6 kW 4,8 kW
Ângulo do raio laser typisch 10° (bei 95 % Leistung) typisch 10° (bei 95 % Leistung) typisch 10° (bei 95 % Leistung) typisch 10° (bei 95 % Leistung) typisch 10° (bei 95 % Leistung) - typisch 10° (bei 95 % Leistung) typisch 10° (bei 95 % Leistung)
Quantidade de emissores 12 Unidade 24 Unidade 48 Unidade 96 Unidade 96 Unidade 10 Unidade 30 Unidade 24 Unidade
Área de emissão 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
Densidade de potência 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
Grau de proteção laser 4 4 4 4 4 4 4 4
Sistema ótico         
Elemento ótico optional mit Fokussier- oder Streuoptik optional mit Fokussier- oder Streuoptik optional mit Fokussier- oder Streuoptik optional mit Fokussier- oder Streuoptik optional mit Fokussier- oder Streuoptik 26 mm Spiegelkonzentrator optional mit Fokussier- oder Streuoptik optional mit Fokussier- oder Streuoptik
Tamanho         
Dimensão da largura 87 mm 87 mm 87 mm 112,7 mm 93 mm 49 mm 133,5 mm 166 mm
Dimensão da altura 48 mm 48 mm 48 mm 113 mm 100 mm 133 mm 87 mm 71 mm
Dimensão da profundidade 108 mm 160 mm 264 mm 563 mm 319 mm 270 mm 652 mm 254 mm
Equipamento         
Vidro de proteção Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet
Unidade do controlador         
Quantidade de unidades de comando 1 Unidade 2 Unidade 4 Unidade 1 Unidade 1 Unidade 1 Unidade 1 Unidade 2 Unidade
Controle laser typisch 10 ms Zeitkonstante; individuelle Steuerung der Laseremissionszonen; integrierte Laserüberwachung typisch 10 ms Zeitkonstante; individuelle Steuerung der Laseremissionszonen; integrierte Laserüberwachung typisch 10 ms Zeitkonstante; individuelle Steuerung der Laseremissionszonen; integrierte Laserüberwachung typisch 10 ms Zeitkonstante; individuelle Steuerung der Laseremissionszonen; integrierte Laserüberwachung typisch 10 ms Zeitkonstante; individuelle Steuerung der Laseremissionszonen; integrierte Laserüberwachung typisch 10 ms Zeitkonstante; individuelle Steuerung der Laseremissionszonen; integrierte Laserzonenüberwachung typisch 10 ms Zeitkonstante; individuelle Steuerung der Laseremissionszonen; integrierte Laserüberwachung typisch 10 ms Zeitkonstante; individuelle Steuerung der Laseremissionszonen; integrierte Laserzonenüberwachung
Interface das máquinas Ethernet-basiert (EtherCAT® Protokoll) Ethernet-basiert (EtherCAT® Protokoll) Ethernet-basiert (EtherCAT® Protokoll) Ethernet-basiert (EtherCAT® Protokoll) Ethernet-basiert (EtherCAT® Protokoll) Ethernet-basiert (EtherCAT® Protokoll) Ethernet-basiert (EtherCAT® Protokoll) Ethernet-basiert (EtherCAT® Protokoll)
Corrente principal 3 Phasen400 V (±10%), 47-63 Hz 3 Phasen 400 V (±10 %), 47-63 Hz 3 Phasen 400 V (±10 %), 47-63 Hz 3 Phasen400 V (±10%), 47-63 Hz 3 Phasen400 V (±10%), 47-63 Hz 3 Phasen 400V (±10 %), 47-63 Hz 3 Phasen400 V (±10%), 47-63 Hz 3 Phasen400 V (±10%), 47-63 Hz
Instalação         
Temperatura ambiente 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C
Umidade do ar (máx.) nicht kondensierend für Kühlwassertemperatur von 20 °C nicht kondensierend für Kühlwassertemperatur von 20 °C nicht kondensierend für Kühlwassertemperatur von 20 °C nicht kondensierend für Kühlwassertemperatur von 20 °C nicht kondensierend für Kühlwassertemperatur von 20 °C nicht kondensierend für Kühlwassertemperatur von 20 °C nicht kondensierend für Kühlwassertemperatur von 20 °C nicht kondensierend für Kühlwassertemperatur von 20 °C
Refrigerador de retorno Kühleinheit mit Waser/Wasser oder Wasser/Luft Wärmetauscher notwendig Kühleinheit mit Waser/Wasser oder Wasser/Luft Wärmetauscher notwendig Kühleinheit mit Waser/Wasser oder Wasser/Luft Wärmetauscher notwendig Kühleinheit mit Waser/Wasser oder Wasser/Luft Wärmetauscher notwendig Kühleinheit mit Waser/Wasser oder Wasser/Luft Wärmetauscher notwendig Kühleinheit mit Waser/Wasser oder Wasser/Luft Wärmetauscher notwendig Kühleinheit mit Waser/Wasser oder Wasser/Luft Wärmetauscher notwendig Kühleinheit mit Waser/Wasser oder Wasser/Luft Wärmetauscher notwendig

PPM412-12-980-24

O módulo de aquecimento VCSEL de 2,4 kW é o menor módulo padrão. Como todos os módulos, ele permite vantagens de alto custo, porque a área de aplicação é iluminada diretamente sem o uso adicional de um sistema óptico ou um sistema de scanner.

PPM412-24-980-48

O módulo de aquecimento VCSEL de 4,8 kW é um módulo padrão adequado para aplicações de aquecimento direcional de grandes áreas.

PPM412-48-980-96

O módulo de aquecimento VCSEL de 9,6 kW é um módulo padrão que também é usado para aplicações de aquecimento direcional de grandes áreas.

PPM412-96-980-192

Este sistema de aquecimento padrão VCSEL é a base para numerosas variantes de produtos, pois pode ser flexivelmente adaptado às exigências do cliente. A largura e, portanto, a área de emissão podem ser facilmente ampliadas. A potência de saída do infravermelho pode ser de até várias dezenas de kilowatts.

PPM415-32-980-64

Os sistemas de aquecimento VCSEL podem ser facilmente adaptados às exigências específicas do cliente. Dependendo da aplicação do cliente, a configuração correta do sistema de aquecimento VCSEL é determinada em conjunto.

TRUMPF Photonics Fabricação de compostos

PPM417-10-980-20

O módulo de aquecimento VCSEL de 2,0 kW contém um sistema óptico de concentração para direcionar a radiação laser especificamente para uma fenda de união. Este módulo é particularmente adequado para o uso na área de materiais compostos.

PPM419-30-980-60

Este módulo VCSEL tem uma intensidade de radiação relativamente baixa, com uma grande largura. Portanto, é particularmente adequado para a secagem de folhas de bateria. Vários módulos podem ser dispostos em uma fila para alcançar uma distância de secagem mais longa.

PPM420-24-980-48

O módulo VCSEL atende aos requisitos específicos para a produção de peças de móveis com bordas soldadas e sem costuras de excelente qualidade. Esta fonte laser VCSEL compacta tem zoneamento horizontal para diferentes alturas de borda e também é particularmente plana para se ajustar muito próximo ao processo de união.

Software de controle para sistemas de aquecimento VCSEL

Basic Driver Control Software

A versão básica do software de controle oferece a funcionalidade de controlar manualmente os canais a laser do sistema de aquecimento VCSEL e de ajustar a potência.

Advanced Driver Control Software

A versão ampliada do software de controle se baseia na versão básica e oferece funcionalidades adicionais, tais como regulagem de temperatura ou pulsação. Além disso, podem ser criados perfis de tempo e desempenho. Isto permite que a potência do sistema de aquecimento VCSEL seja variada durante o tempo de processamento.

Lentes

Lentes adicionais podem ser usadas para influenciar a densidade térmica dos sistemas de aquecimento VCSEL. Lentes positivas podem ser usadas para aumentar a densidade de potência dos módulos VCSEL. O uso de lentes negativas reduz a densidade de potência dos módulos.

Faca de ar

A faca de ar pode ser usada para manter os respingos e vapores longe do vidro de proteção do sistema laser. Ela cria um fluxo de ar de proteção em frente ao laser.

Ângulo de montagem

Os suportes de montagem simplificam a instalação técnica do módulo de aquecimento VCSEL.

Reduzida densidade de potência

Para aplicações onde uma menor densidade de potência é necessária, pode ser usado um módulo de aquecimento VCSEL com emissores menos densos e uma lente de desfocagem.

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