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PRIMES GmbH
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Germany

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Die Vorteile liegen auf der Hand

Leistungsmessung auf engstem Raum, mobil und kabellos – das ist die Stärke des neuen Cube.

Der Cube ist besonders geeignet für Einzelschussmessungen an Festkörper­lasern bis zu 12 kW und kann mit seinen­ kompakten Abmessungen von nur 60 x 65 x 65 mm problemlos in den engen Verhältnissen von Anlagen zur Lasermaterialbearbeitung eingesetzt werden. Somit ist eine Bestimmung der Laserleistung unmittelbar unterhalb eines Bearbeitungskopfes in der Prozesszone möglich.

Aus der Praxis

Warum Leistungsmessung in der Prozesszone?

Eine regelmäßige Messung der Laserleistung trägt entscheidend zur Qualitätssicherung der Bearbeitungsergebnisse bei. Die interne Leistungsanzeige von Laserstrahlquellen kann lediglich die Änderungen an der Laserquelle erfassen. Relevant ist jedoch der ganze Strahlweg bis hin zum Werkstück, daher ist eine Leistungsmessung möglichst nah am Bearbeitungskopf, unmittelbar in oder nahe der Prozesszone sinnvoll.

Die Zugänglichkeit der Prozesszone für konventionelle Leistungsmessköpfe ist jedoch nicht immer gegeben. Um hier eine höhere Flexibilität zu erreichen, hat PRIMES das Leistungsmessgerät Cube entwickelt.

Robust und unabhängig - weder Kabel noch Kühlwasser erforderlich

Das Besondere am Cube: er arbeitet vollkommen unabhängig. Er benötigt zum Betrieb weder Kabel zur Stromversorgung oder zum Datenaustausch noch Schläuche für eine Kühlwasserversorgung. Strom für den Betrieb erhält der Cube von einem Lithium-Ionen-Akku, der über einen Mikro-USB-Anschluss aufgeladen werden kann. Das integrierte LCD-Display zeigt wichtige Betriebsdaten, wie die zuletzt gemessene Laserleistung, die Bestrahlungsdauer oder die aktuelle Temperatur des Absorbers an. Zudem ist der Cube durch ein robustes Gehäuse vor Erschütterungen und Staub geschützt. All dies macht ihn zum idealen Messsystem für den täglichen Betrieb.

 

Einfache Bedienung mit der PRIMES Cube App

Eine integrierte Bluetooth-Schnittstelle erlaubt die drahtlose Kommunikation zwischen dem Leistungsmesser und einem PC oder mobilem Endgerät. Der Cube ist dadurch optimal für den Einsatz in geschlossenen Arbeitsbereichen geeignet. Über die PRIMES Cube App für mobile Geräte mit AnroidTM kann der Cube einfach und bequem per Tablet oder Smartphone bedient und kontrolliert werden.

Neben der grafischen Darstellung und der Sicherung der sich im Speicher des Cubes befindlichen Messwerte können auf dem mobilen Endgerät ganze Messserien voreingestellt und diese drahtlos an den Cube übergeben werden. Die Messwerte Laserleistung, Pulsdauer und eingestrahlte Energie pro Puls können auf dem mobilen Endgerät grafisch dargestellt werden. Ergänzend ist eine Bewertung der Messwerte als Angabe der Standardabweichung in der PRIMES Cube App möglich. Die PRIMES Cube App steht kostenfrei im Google Play Store zum Download zur Verfügung.

Alternativ kann der Cube über die Mikro-USB-Schnittstelle mit einem stationären Rechner verbunden werden. In Verbindung mit der LaserDiagnosticsSoftware (LDS) können somit Gerätesteuerung, Datenanalyse und -sicherung vorgenommen werden.

 

 

Messverfahren – das Prinzip

Der Absorber des kalorimetrischen Messsystems wird für kurze Zeit mit dem Laser bestrahlt. Zwischen Beginn und Ende der Bestrahlung wird die Temperatur des Absorbers erfasst. Auf Grundlage des Temperaturanstiegs und der thermischen Eigenschaften des Absorbers ist die mikroprozessorbasierte Elektronik in der Lage, die Laserleistung mit hoher Genauigkeit zu berechnen. Die Bestimmung der Temperaturdifferenz ermöglicht, die Leistungsmessung mehrmals hintereinander ausführen zu können. Auf dem Startfenster des Displays erfolgt die Anzeige der aktuellen Temperatur des Absorbers. Eine Überhitzung des Absorbers aktiviert ein Interlock-Signal, womit die Leistungsabgabe des Lasers geblockt werden kann. Die Nutzung dieses Signals wird dringend empfohlen.

Messgrößen – ­Systemparameter

Der Cube misst die eingestrahlte Laserenergie und die Bestrahlungszeit. Für die errechnete Laserleistung besteht eine Messgenauigkeit von 3 % bei einer Wiederholgenauigkeit von 1 %.

Systemparameter für den Laser:

  • Wellenlänge: 900 – 1090 nm
  • Leistungsbereich: 25 – 12000 W (mittlere Leistung)
  • Bestrahlungszeit = Pulsdauer: 0,1 – 2 s

Laserleistung und Pulsdauer stehen für die Messung in direktem Verhältnis zueinander.

Eine Klasse für sich – der Cube M

Leistungsmessung bei sehr hohen Leistungsdichten? Jetzt kein Problem mehr: der neue Cube M ermöglicht das Messen der Laserleistung bei Leistungsdichten bis zu 250 kW/cm² bei einer Leistung von 2 kW!

Diese Variante des Cube wurde speziell zum Überwachen von Hochleistungslaseranlagen mit engen Arbeitsbereichen entworfen. Der ursprüngliche Cube ist für Einzelschussmessungen an Festkörperlasern ausgelegt. Bei manchen Hochleistungsanwendungen ist die Laserstrahlung jedoch viel zu intensiv für herkömmliche Leistungsmesser und zerstört die Beschichtung des Absorbers. Für solche Fälle hat PRIMES den neuen Cube M entwickelt, der auch höchste Leistungsdichten vermessen kann.

Das Besondere: durch die von ­PRIMES entwickelte Mikrooptik am Strahleinfall kann der Cube direkt unter die Bearbeitungsoptik in den fokussierten Laserstrahl gestellt werden. Dabei muss der Laserstrahl nicht zwingend senkrecht einfallen; Ab­weichungen bis ± 20 ° zur Vertikalen sind möglich.­ Mit diesen Eigenschaften ist der Cube M besonders für den Einsatz im Micro Machining und ­Additive ­Manufacturing geeignet.

cube
Auf den Punkt gebracht: Der Cube M misst direkt im Arbeitsbereich des Lasers