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VCSEL加熱系統概覽
VCSEL加熱系統概覽
VCSEL 加熱系統

VCSEL Infrared Power System

適合工業加熱應用的高功率電源

VCSEL Infrared Power System

基於VCSEL陣列的束源能夠以選擇性波長的紅外光束進行大面積加熱。這些VCSEL加熱系統應用於諸多工業加熱流程。由於直接照射加工面,無需昂貴的加工頭或掃瞄器系統,因此較之傳統雷射裝置具有顯著的成本優勢。此類系統的獨特之處在於,不僅可以精確控制與快速切換紅外功率,還能透過獨立控制雷射模組的各個小線段來任意程式設計空間加熱廓線。運作期間甚至還能動態改變加熱模式。由此實現前所未有的工藝靈活性。

可擴展功率

您將獲益於千瓦級可擴展輸出功率。

高功率密度

憑藉100 W/cm²的功率密度可實現高加工速度。

精確可控

VCSEL束源的獨立輻射區可單獨操控。

簡便整合

堅固精巧的雷射模組能夠輕鬆整合至工業設備與生產流程中。

大面積熱處理

您將獲益於寬標靶範圍內直接、均勻的熱處理以及高反射耐受性。憑藉高功率密度(超過100 W/cm²),可實現高流程速度。

靈活控制加熱廓線

盡享精確調節加熱功率與自由控制縱向加熱廓線帶來的優勢。

在傢俱板材生產中快速連接大型塑膠零部件

憑藉均勻輻射加熱區中的高輻射強度,您將受益於大型塑膠零部件的快速焊接。由於模組尺寸小,整合極為簡便。

汽車業中的局部車身鋼軟化

藉助VCSEL加熱模組能夠簡單、快速地對高強度鋼件進行選擇性退火。特別是在汽車生產中,這將具備眾多優勢。

電動車:電池箔乾燥

粉末鋪粉過程之後,必須對電極箔上的活性材料進行乾燥。工業VCSEL加熱系統可以完成這一步,因為基於VCSEL陣列的雷射光源能夠以選擇性波長的定向紅外輻射進行大面積加熱。

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電動車:軟包電池密封

使用VCSEL加熱系統密封軟包電池提升了密封成果的品質。此外,加工時間得以減少,整個過程較以往最多加快三倍。

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晶圓加熱

在半導體行業中,VCSEL雷射可用於加熱晶圓,以進行快速熱處理(RTP)。由於各個加熱區都能得到很好地控制,因此VCSEL加熱模組能夠快速、均勻地加熱晶片。可以達到每秒幾百攝氏度的溫度上升。

透過雷射選區熔化生成部件

增材製造

在3D列印的大量部件中經常會出現熱梯度。使用VCSEL加熱系統,此應力可以按照頂部加熱的形式儘量減小。

光伏:雷射動力共燒過程、超快速再生和光浸潤過程

VCSEL加熱系統為太陽能電池生產帶來了眾多優勢。例如在針對性燒結太陽能電池觸點的過程中。另外在再生過程中也是如此:透過對電池進行強烈輻射減少了缺陷,打破了能量障礙,從而提高了效率。

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半導體生產:雷射輔助鍵合(LAB)

在採用雷射輔助鍵合(LAB)時,倒裝晶片使用焊球作為連接元件放置在線路板上。VCSEL加熱系統從上方輻射晶片,雷射能量透過矽晶片傳輸,從而熔化晶片和線路板之間的焊球。與其他解決方案相比,VCSEL加熱系統能提供更大的加熱表面和更高的功率選項。

半導體生產:雷射輔助焊接(LAS)

採用鐳射輔助焊接(LAS)時,焊球透過VCSEL紅外熱處理直接連接到線路板上的焊盤。當使用較小的焊球和間距時,這一方法非常有用。VCSEL加熱系統技術提供高精度加熱和高品質焊點。LAS工藝還有助於延長線路板的使用壽命。

雷射參數         
典型的波長 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 nm 980 +/- 20 nm
雷射功率 2.4 kW 4.8 kW 9.6 kW 19.2 kW 6.4 kW 2 kW 6 kW 4.8 kW
雷射光束角度 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)
發射極的數量 12 個 24 個 48 個 96 個 96 個 10 個 30 個 24 個
發射區域 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
功率密度 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
雷射防護等級 4 4 4 4 4 4 4 4
雷射加工單元         
光學元件 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         
量測尺寸:寬度 87 mm 87 mm 87 mm 112.7 mm 93 mm 49 mm 133.5 mm 166 mm
量測尺寸:高度 48 mm 48 mm 48 mm 113 mm 100 mm 133 mm 87 mm 71 mm
量測尺寸:深度 108 mm 160 mm 264 mm 563 mm 319 mm 270 mm 652 mm 254 mm
裝備         
保護鏡片 Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet Doppelborosilikat, antireflexbeschichtet
驅動單元         
控制單元的數量 1 個 2 個 4 個 1 個 1 個 1 個 1 個 2 個
雷射檢查 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
機台介面 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)
主電流 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
安裝         
環境溫度 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C 5 - 40 °C
空氣濕度(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
冷卻裝置 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加熱模組是最小的標準模組。與所有模組一樣,其具有很大的成本優勢,因為應用區域被直接照射,無需額外使用光學元件或掃描器系統。

PPM412-24-980-48

4.8 kW VCSEL加熱模組是一種適用於定向、大面積加熱應用的標準模組。

PPM412-48-980-96

9.6 kW VCSEL加熱模組同樣也是一種適用於定向、大面積加熱應用的標準模組。

PPM412-96-980-192

該標準VCSEL加熱系統是眾多產品版本的基礎,因為它可以靈活地適應客戶的要求。寬度及發射區域可以輕鬆擴大。紅外線輸出功率可以達到數十千瓦。

PPM415-32-980-64

VCSEL加熱系統可以輕鬆滿足客製化要求。根據客戶的應用,將一同確定VCSEL加熱系統的合適配置。

TRUMPF Photonics composite manufacturing

PPM417-10-980-20

2.0 kW VCSEL加熱模組包含聚光光學元件,用於有針對性地將雷射射線對準接縫。該模組特別適合複合材料領域。

PPM419-30-980-60

該VCSEL模組具有相對較低的功率密度,而寬度較大。因此,它特別適用於乾燥電池箔。多個模組可以前後排列,以實現更長的乾燥距離。

PPM420-24-980-48

VCSEL模組滿足生產具有無縫焊接邊緣的傢俱部件的特殊要求,而且品質出眾。該精巧型VCSEL雷射光源具有針對不同邊緣高度的水平分區,而且非常扁平,因此可以找到非常接近接合過程的位置。

VCSEL加熱系統控制軟體

基礎驅動控制軟體

控制軟體的基礎版本提供手動控制VCSEL加熱系統的雷射通道和設定功率之功能。

高級驅動控制軟體

控制軟體的擴展版本建立在基礎版本之上,並具有基礎版本不具備的功能,例如溫度控制或脈衝。此外,還可以創建時間和性能設定檔。這使得VCSEL加熱系統的功率可以在加工時間內變化。

切割鏡片

VCSEL加熱系統的熱密度可能會受到附加透鏡的影響。VCSEL模組的功率密度可以透過正透鏡增加。使用負透鏡則會降低功率密度。

氣刀

氣刀用於使飛濺物和蒸汽遠離雷射系統的保護鏡片。它在雷射器前產生保護氣流。

安裝支架

角形安裝板簡化了VCSEL加熱模組的技術組裝。

功率密度降低

對於需要較低功率密度的應用,可以使用具有不太密集的發射器和散焦透鏡的VCSEL加熱模組。

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