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VCSEL 加热系统概览
VCSEL 加热系统概览
VCSEL 加热系统

VCSEL Infrared Power System

适合工业加热应用的高功率电源

VCSEL Infrared Power System

基于 VCSEL 阵列的激光源能够以选择性波长的红外光束进行大面积加热。这些 VCSEL 加热系统应用于诸多工业加热流程。由于直接照射加工面,无需昂贵的加工头或振镜头系统,因此与传统激光系统相比具有显著的成本优势。此类系统的独特之处在于,除精确控制与快速切换红外功率之外,还能通过独立控制激光模块的各个小线段来任意编程空间加热廓线。运行期间甚至还能动态更改加热模型。由此实现前所未有的工艺灵活性。

可扩展功率

您将受益于千瓦级可扩展输出功率。

高功率密度

凭借 100 W/cm² 的功率密度可实现高加工速度。

精确可控

VCSEL 光源的独立辐射区可单独操控。

简便集成

坚固紧凑的激光模块能够轻松集成至工业设备与生产流程中。

大面积热处理

您将受益于大目标范围内直接、均匀的热处理以及针对背反射光的高耐受性。得益于高辐射强度(超过 100 W/cm²),可实现高流程速度。

灵活控制加热廓线

尽享精确调节加热功率与自由控制纵向加热廓线带来的优势。

在家具板材生产中快速连接大型塑料零部件

凭借均匀辐射加热区中的高辐射强度,您将受益于大型塑料零部件的快速焊接。由于模块尺寸小,集成相当简便。

汽车工业中的局部车身钢软化

借助 VCSEL 加热模块能够简单、快速地对高强度钢件进行选择性退火。特别是在汽车生产中,这会带来众多优势。

电动汽车:电池箔干燥

粉末铺粉过程之后,必须干燥电极箔上的活性材料。工业 VCSEL 加热系统可以完成这一步,因为基于 VCSEL 阵列的激光光源能够以选择性波长的定向红外辐射进行大面积加热。

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电动汽车:软包电池密封

使用 VCSEL 加热系统密封软包电池提升了密封成果的质量。此外,加工时间得以减少,整个过程较以往最多加快三倍。

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晶圆加热

在半导体行业中,VCSEL 激光可用于加热晶圆,以进行快速热处理 (RTP)。由于各个加热区都能得到很好地控制,因此 VCSEL 加热模块能够快速、均匀地加热晶片。可以达到每秒几百摄氏度的温度上升。

通过激光选区熔化生成部件

增材制造

在 3D 打印的大量部件中经常会出现热梯度。使用 VCSEL 加热系统,此应力可以按照顶部加热的形式尽量减小。

光伏:激光动力共烧过程、超快速再生和光浸润过程

VCSEL 加热系统为太阳能电池生产带来了众多优势。例如在针对性烧结太阳能电池触点的过程中。另外在再生过程中也是如此:通过对电池进行强烈辐射减少了缺陷,打破了能量障碍,从而提高了效率。

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半导体生产:激光辅助键合 (LAB)

在采用激光辅助键合 (LAB) 时,倒装芯片使用焊球作为连接件放置在线路板上。VCSEL 加热系统从上方辐射芯片,激光能量通过硅芯片传输,从而熔化芯片和线路板之间的焊球。与其他解决方案相比,VCSEL 加热系统能提供更大的加热表面和更高的功率选项。

半导体生产:激光辅助焊接 (LAS)

采用激光辅助焊接 (LAS) 时,焊球通过 VCSEL 红外热处理直接连接到线路板上的焊盘。当使用较小的焊球和间距时,这一方法非常有用。VCSEL 加热系统技术提供高精度加热和高质量焊点。LAS 工艺还有助于延长线路板的使用寿命。

激光参数         
典型的波长 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 +/- 20 nm
激光功率 2.4 kW 4.8 kW 9.6 kW 19.2 kW 6.4 kW 2 kW 6 kW 4.8 kW
激光束角度 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)
发射极的数量 12 件 24 件 48 件 96 件 96 件 10 件 30 件 24 件
发射区域 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
辐射强度 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
激光防护等级 4 4 4 4 4 4 4 4
激光加工单元         
光学元件 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
尺寸         
尺寸 宽度 87 mm 87 mm 87 mm 112.7 mm 93 mm 49 mm 133.5 mm 166 mm
尺寸 高度 48 mm 48 mm 48 mm 113 mm 100 mm 133 mm 87 mm 71 mm
尺寸 深度 108 mm 160 mm 264 mm 563 mm 319 mm 270 mm 652 mm 254 mm
装备         
玻璃保护片 Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet
驱动单元         
控制单元的数量 1 件 2 件 4 件 1 件 1 件 1 件 1 件 2 件
激光检查 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
机床接口 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)
主电流 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
安装         
环境温度 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C
空气湿度(最大) 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
制冷机 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

2.4 kW VCSEL 加热模块是最小的标准模块。与所有模块一样,其具有很大的成本优势,因为应用区域被直接照射,无需额外使用光学元件或扫描仪系统。

PPM412-24-980-48

4.8 kW VCSEL 加热模块是一种适用于定向、大面积加热应用的标准模块。

PPM412-48-980-96

9.6 kW VCSEL 加热模块同样也是一种适用于定向、大面积加热应用的标准模块。

PPM412-96-980-192

该标准 VCSEL 加热系统是众多产品版本的基础,因为它可以灵活地适应客户的要求。宽度及发射区域可以轻松扩大。红外线输出功率可以达到数十千瓦。

PPM415-32-980-64

VCSEL 加热系统可以轻松满足定制化要求。根据客户的应用,将一同确定 VCSEL 加热系统的合适配置。

TRUMPF Photonics composite manufacturing

PPM417-10-980-20

2.0 kW VCSEL 加热模块包含聚光光学元件,用于有针对性地将激光辐射对准接缝。该模块特别适合复合材料领域。

PPM419-30-980-60

该 VCSEL 模块具有相对较低的辐射强度,而宽度较大。因此,它特别适用于干燥电池箔。多个模块可以前后排列,以实现更长的干燥距离。

PPM420-24-980-48

VCSEL 模块满足生产具有无缝焊接边缘的家具部件的特殊要求,而且质量出众。该紧凑型 VCSEL 激光光源具有针对不同边缘高度的水平分区,而且非常扁平,因此可以找到非常接近接合过程的位置。

VCSEL 加热系统控制软件

基础驱动控制软件

控制软件的基础版本提供手动控制 VCSEL 加热系统的激光通道和设置功率之功能。

高级驱动控制软件

控制软件的扩展版本建立在基础版本之上,并具有基础版本不具备的功能,例如温度控制或脉冲。此外,还可以创建时间和性能配置文件。这使得 VCSEL 加热系统的功率可以在加工时间内变化。

透镜

VCSEL 加热系统的热密度可能会受到附加透镜的影响。VCSEL 模块的功率密度可以通过正透镜增加。使用负透镜则会降低功率密度。

气刀

气刀用于使飞溅物和蒸汽远离激光系统的玻璃保护片。它在激光器前产生保护气流。

安装支架

安装支架简化了 VCSEL 加热模块的技术组装。

功率密度降低

对于需要较低功率密度的应用,可以使用具有不太密集的发射器和散焦透镜的 VCSEL 加热模块。

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