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

Sistemas industriais TruHeat VCSEL

Tratamento térmico a laser direto para diversas aplicações como secagem, soldagem ou amaciamento

Sistemas de aquecimento VCSEL

Sistemas industriais TruHeat VCSEL

Zonas de emissão individualmente controláveis para operações de elevada precisão

Sistemas industriais TruHeat VCSEL

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. Os sistemas TruHeat 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.

Funcionamento e produção dos sistemas TruHeat VCSEL
As zonas de emissão dos sistemas TruHeat VCSEL podem ser controladas independentemente umas da outras
VCSEL Insights: introdução ao tratamento térmico a laser com sistemas TruHeat VCSEL
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, os sistemas TruHeat VCSEL atingem 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.

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.

MAIS INFORMAÇÕES

E-mobilidade: vedação de células de bolsa

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

MAIS INFORMAÇÕES

Amolecimento local de aço da carroceria na indústria automotiva

Com os sistemas TruHeat 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.

Aquecimento do Wafer

Os laser VCSEL podem ser usados na indústria de semicondutores para aquecer wafers para processamento térmico rápido (RTP). Os sistemas TruHeat 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.

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. Um sistema TruHeat 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.

Criação de componentes pela Laser Metal Fusion

Impressão 3D com metais (pré-aquecimento)

No caso de componentes metálicos de alto volume impressos em 3D, os gradientes térmicos geralmente têm um efeito negativo nas peças sinterizadas. As tensões podem ser minimizadas através de calor laser VCSEL a partir de cima. Pois o calor laser diminui consideravelmente as tensões térmicas e as distorções das peças impressas. Isso proporciona propriedades mecânicas melhoradas do componente.

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.

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

Os sistemas TruHeat 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.

MAIS INFORMAÇÕES
Parâmetros laser        
Comprimento de onda 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm
Potência laser 2,4 kW 9,6 kW 19,2 kW 6 kW
Ângulo de radiação tipicamente 10° (com 95% de potência) tipicamente 10° (com 95% de potência) tipicamente 10° (com 95% de potência) tipicamente 10° (com 95% de potência)
Quantidade de zonas 12 Unidade 48 Unidade 96 Unidade 30 Unidade
Área de emissão 40 x 52 mm2 40 x 208 mm2 417.5 x 38 mm2 521.6 x 25.3 mm2
Densidade de potência typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2 typisch 115 W/cm2
Classe laser 4 4 4 4
Sistema ótico        
Elemento ótico opcionalmente com ótica de focalização ou difusão opcionalmente com ótica de focalização ou difusão opcionalmente com ótica de focalização ou difusão opcionalmente com ótica de focalização ou difusão
Vidro de proteção
Vidro de proteção duplo, revestimento antirreflexo

Vidro de proteção duplo, revestimento antirreflexo

Vidro de proteção duplo, revestimento antirreflexo

Vidro de proteção duplo, revestimento antirreflexo
Tamanho        
Dimensão da largura 87 mm 87 mm 112,7 mm 133,5 mm
Dimensão da altura 48 mm 48 mm 113 mm 87 mm
Dimensão da profundidade 108 mm 264 mm 563 mm 652 mm
Unidade do controlador        
Quantidade de unidades do controlador 1 Unidade 4 Unidade 1 Unidade 1 Unidade
Comando laser tipicamente 10 ms constante de tempo; comando individual das zonas de emissão de laser; monitoramento laser integrado tipicamente 10 ms constante de tempo; comando individual das zonas de emissão de laser; monitoramento laser integrado tipicamente 10 ms constante de tempo; comando individual das zonas de emissão de laser; monitoramento laser integrado tipicamente 10 ms constante de tempo; comando individual das zonas de emissão de laser; monitoramento laser integrado
Interface das máquinas Baseado em Ethernet (protocolo EtherCAT®) Baseado em Ethernet (protocolo EtherCAT®) Baseado em Ethernet (protocolo EtherCAT®) Baseado em Ethernet (protocolo EtherCAT®)
Alimentação elétrica 3 fases 400 V (±10%), 47-63 Hz 3 fases 400 V (±10%), 47-63 Hz 3 fases 400 V (±10%), 47-63 Hz 3 fases 400 V (±10%), 47-63 Hz
Instalação        
Temperatura ambiente 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C
Umidade do ar (máx.) sem condensação para temperatura de água de refrigeração de 20 °C sem condensação para temperatura de água de refrigeração de 20 °C sem condensação para temperatura de água de refrigeração de 20 °C sem condensação para temperatura de água de refrigeração de 20 °C
Refrigerador de retorno Unidade de refrigeração com água/água ou água/ar, trocador de calor necessário Unidade de refrigeração com água/água ou água/ar, trocador de calor necessário Unidade de refrigeração com água/água ou água/ar, trocador de calor necessário Unidade de refrigeração com água/água ou água/ar, trocador de calor necessário
Visão geral dos sistemas de aquecimento VCSEL

TruHeat VCSEL Série 3000

Os módulos padrão do TruHeat VCSEL Série 3000 estão disponíveis nas versões de 2,4 kW, 4,8 kW, 9,6 kW e 19,2 kW. Os módulos padrão são utilizados para aplicações de aquecimento direcional em grandes áreas. A respectiva área de aplicação é iluminada diretamente sem o uso adicional de um sistema óptico ou um sistema de scanner.

TruHeat VCSEL 3012

O sistema TruHeat VCSEL 3012 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.

Soluções especiais

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

A imagem mostra um módulo de laser compacto com 32 matrizes VCSEL e ópticas de focalização para o uso na impressão 3D de plásticos ou na marcação de material de embalagem. Cada matriz VCSEL pode ser controlada individualmente com uma potência de saída de 2 W.

Software de comando para sistemas TruHeat VCSEL

Basic Driver Control Software

A versão básica do software de controle oferece a funcionalidade de controlar manualmente os canais a laser do sistema TruHeat 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 TruHeat VCSEL seja variada durante o tempo de processamento.

Lentes

Lentes adicionais podem ser usadas para influenciar a densidade térmica dos sistemas TruHeat VCSEL. Lentes positivas podem ser usadas para aumentar a densidade de potência dos módulos de aquecimento 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 de um sistema TruHeat VCSEL.

Reduzida densidade de potência

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

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