eng
Выпуск #3/2016
К.Ульман
Диодные лазеры высокой мощности для промышленной обработки материалов
Диодные лазеры высокой мощности для промышленной обработки материалов
Просмотры: 4307
Компания Laserline ("Лазерлайн") является ведущим в мире производителем высокомощных диодных лазеров. Представлена продукция компании, используемая для сварки, обработки поверхности, научных исследований, аддитивного производства и во многих других индустриальных областях.
Теги: additive manufacturing industrial diode laser laser cladding аддитивное производство диодные лазеры для индустрии лазерная наплавка
Компания Laserline ("Лазерлайн") является ведущим в мире производителем высокомощных диодных лазеров. Продукты компании используются для сварки, обработки поверхности, научных исследований, аддитивного производства и во многих других индустриальных областях. Мы беседуем с доктором Кристофом Ульманом (Dr. Christoph Ullmann), управляющим директором компании Laserline.
Господин Ульман, расскажите, пожалуйста, об истории возникновения вашей компании?
Компания Laserline была основана в 1997 году мной и моим коллегой Фолкером Краузе в Технологическом центре Кобленц (Technologie Zentrum Koblenz). До этого момента я работал в Институте производственных технологий, а мой коллега – в Институте лазерных технологий Фраунгоферовского института (Fraunhofer Institute). Нашей идеей стала разработка диодных лазеров высокой мощности для промышленной обработки материалов. В настоящее время в штате нашей компании насчитывается 240 сотрудников.
Какие основные продукты выпускает компания Laserline и где основные области их применения?
Основным продуктом компании Laserline являются диодные лазеры мощностью от 700–900 Вт до 50 кВт. Мы разрабатываем высокомощные лазеры с хорошим качеством излучения, не имеющие аналогов на рынке. Для таких лазеров существует множество приложений. К примеру, они применяются в автомобилестроении для лазерной сварки кузовных элементов автомобиля. Этот метод сварки начал развиваться 12–13 лет назад. В 70–80% случаев сварка кузовных элементов, которые в настоящее время изготавливают из алюминиевого сплава, выполняется с помощью диодных лазеров. Другая область применения – наплавка защитных покрытий для инструментов в горнодобывающей и нефтегазовой промышленности. Еще одно приложение – термообработка материалов. На каждое новое приложение мы реагируем гибко. Например, компания участвует в производстве комбинированной системы, в которой лазерная обработка совмещена с фрезерной обработкой. То же и с постоянным вопросом о стоимости оборудования. Иногда решаем его путем интегрирования лазеров в обрабатывающие машины. Думаю, что в перспективе диодные лазеры будут доступным, удобным инструментом как, к примеру, фрезерно-токарные станки.
Меняется ли структура компании в связи с развитием и изменением спроса на её продукцию?
До сих пор каждые два года мы получали новые результаты: улучшали качество луча или максимальную мощность при тех же диаметрах волокон. Компания устойчиво развивается. В 2006 году Laserline открыл свой первый филиал в Силиконовой Долине (Калифорния), в 2014 году – новый офис продаж в Детройте (США). Кроме США у нас есть несколько отделов по продаже и обслуживанию оборудования в Корее, Китае и Японии. Расширяется отдел разработок. Мы постоянно ищем студентов технических специальностей (предпочтение отдаем студентам, изучающим электротехнику, машиностроение, физику, оптику, лазерные технологии, и т. д.) или интересующихся исследованиями в области управления бизнесом (снабжение, логистика, управление материалами). Им мы предоставляем возможность работать в компании стажерами или помощниками.
Какие прикладные разработки ведет компания?
Мы разрабатываем диодные лазеры, модули и соответствующую управляющую электронику, а также оптику для транспортировки и фокусировки лазерного излучения на изделие. Существует также своя лаборатория, где есть возможность изготавливать штучные изделия или проводить их обработку для наших заказчиков. Мы производим диодные лазеры мощностью от нескольких ватт до мультикиловатт, объединяя несколько диодов в бары. Далее возникает задача сопряжения лазерных пучков с оптическим волокном. Соединяя несколько стеков, мы получаем высокую мощность. Неудивительно, что охлаждающие устройства занимают гораздо больше места, чем сам лазерный диод. Каждые два года мы пересматриваем технологию и разрабатываем новые улучшения для наших систем. Это может быть как небольшое изменение дизайна, так и полное изменение конструкции.
В чем вы видите преимущества диодных лазеров перед другими твердотельными лазерными источниками в индустриальных приложениях?
Преимущества диодных лазеров в индустриальном применении заключаются в высокой однородности результатов процесса, возможности его оптимизации, адаптации геометрии лазерного пятна к топологии обрабатываемой поверхности изделия, удобстве автоматизации процесса, например наплавки, и высокой воспроизводимости параметров. Наплавка с помощью диодных лазеров имеет широкую сферу применения: ремонт деталей, защита от коррозии и износа. Принцип, заложенный в технологии, можно описать следующим образом. Порошок и вспомогательный газ подаются коаксиально лазерному лучу или под небольшим углом к его оси. Лазерный луч расплавляет порошок и тот наплавляется на базовый материал. Легирование или нанесения порошка на базовый материал производится в одном или более слоев. Таким образом, в одном процессе происходит и ремонт, и создание покрытия для изделия. Геометрия лазерного луча адаптирована к обрабатываемой поверхности изделия благодаря оптической системе, формирующей пучки различных размеров и конфигурации с варьированием рабочих расстояний.
Будут ли диодные лазеры иметь большую мощность?
Мы еще не подошли к верхней границе генерируемой мощности. Еще в прошлом году ее величина составляла 40 кВт, на сегодняшний день – 50 кВт, и это не предел.
Ваш прогноз по развитию рынка диодных лазеров?
Он продолжает расти: последние десять лет каждый год рост составляет порядка 10–15%. Рынок диодных лазеров развивается быстрее всех. Ранее они занимали порядка 1% от всего рынка лазеров, сейчас – 10%. Диодные лазеры будут составлять основу рынка лазерной техники. Потому что работа всех трех типов лазеров, широко используемых в индустрии – диодных, дисковых и волоконных – базируется на технологии диодной накачки. Диодные лазеры отличаются простотой, эффективностью и невысокой стоимостью. Стоит отметить, что у диодных лазеров самый высокий КПД из всех систем – порядка 50%. Остальные 50% превращаются в тепло, которое как раз отводится с помощью водяного охлаждения. В сравнении с лазерами Laserline, устаревшие Nd: YaG лазеры с ламповой накачкой имеют КПД всего лишь 3%. Диодные лазеры имеют длительный срок службы – порядка тридцати тысяч часов.
Как на Ваш взгляд развивается российский рынок диодных лазеров?
Это довольно интересный развивающийся рынок, и в долгосрочной перспективе мы видим большие возможности в России для нашей компании.
Спасибо за интересную беседу!
С доктором Кристофом Ульманом
беседовали Наталья Истомина и Лариса Карякина
Господин Ульман, расскажите, пожалуйста, об истории возникновения вашей компании?
Компания Laserline была основана в 1997 году мной и моим коллегой Фолкером Краузе в Технологическом центре Кобленц (Technologie Zentrum Koblenz). До этого момента я работал в Институте производственных технологий, а мой коллега – в Институте лазерных технологий Фраунгоферовского института (Fraunhofer Institute). Нашей идеей стала разработка диодных лазеров высокой мощности для промышленной обработки материалов. В настоящее время в штате нашей компании насчитывается 240 сотрудников.
Какие основные продукты выпускает компания Laserline и где основные области их применения?
Основным продуктом компании Laserline являются диодные лазеры мощностью от 700–900 Вт до 50 кВт. Мы разрабатываем высокомощные лазеры с хорошим качеством излучения, не имеющие аналогов на рынке. Для таких лазеров существует множество приложений. К примеру, они применяются в автомобилестроении для лазерной сварки кузовных элементов автомобиля. Этот метод сварки начал развиваться 12–13 лет назад. В 70–80% случаев сварка кузовных элементов, которые в настоящее время изготавливают из алюминиевого сплава, выполняется с помощью диодных лазеров. Другая область применения – наплавка защитных покрытий для инструментов в горнодобывающей и нефтегазовой промышленности. Еще одно приложение – термообработка материалов. На каждое новое приложение мы реагируем гибко. Например, компания участвует в производстве комбинированной системы, в которой лазерная обработка совмещена с фрезерной обработкой. То же и с постоянным вопросом о стоимости оборудования. Иногда решаем его путем интегрирования лазеров в обрабатывающие машины. Думаю, что в перспективе диодные лазеры будут доступным, удобным инструментом как, к примеру, фрезерно-токарные станки.
Меняется ли структура компании в связи с развитием и изменением спроса на её продукцию?
До сих пор каждые два года мы получали новые результаты: улучшали качество луча или максимальную мощность при тех же диаметрах волокон. Компания устойчиво развивается. В 2006 году Laserline открыл свой первый филиал в Силиконовой Долине (Калифорния), в 2014 году – новый офис продаж в Детройте (США). Кроме США у нас есть несколько отделов по продаже и обслуживанию оборудования в Корее, Китае и Японии. Расширяется отдел разработок. Мы постоянно ищем студентов технических специальностей (предпочтение отдаем студентам, изучающим электротехнику, машиностроение, физику, оптику, лазерные технологии, и т. д.) или интересующихся исследованиями в области управления бизнесом (снабжение, логистика, управление материалами). Им мы предоставляем возможность работать в компании стажерами или помощниками.
Какие прикладные разработки ведет компания?
Мы разрабатываем диодные лазеры, модули и соответствующую управляющую электронику, а также оптику для транспортировки и фокусировки лазерного излучения на изделие. Существует также своя лаборатория, где есть возможность изготавливать штучные изделия или проводить их обработку для наших заказчиков. Мы производим диодные лазеры мощностью от нескольких ватт до мультикиловатт, объединяя несколько диодов в бары. Далее возникает задача сопряжения лазерных пучков с оптическим волокном. Соединяя несколько стеков, мы получаем высокую мощность. Неудивительно, что охлаждающие устройства занимают гораздо больше места, чем сам лазерный диод. Каждые два года мы пересматриваем технологию и разрабатываем новые улучшения для наших систем. Это может быть как небольшое изменение дизайна, так и полное изменение конструкции.
В чем вы видите преимущества диодных лазеров перед другими твердотельными лазерными источниками в индустриальных приложениях?
Преимущества диодных лазеров в индустриальном применении заключаются в высокой однородности результатов процесса, возможности его оптимизации, адаптации геометрии лазерного пятна к топологии обрабатываемой поверхности изделия, удобстве автоматизации процесса, например наплавки, и высокой воспроизводимости параметров. Наплавка с помощью диодных лазеров имеет широкую сферу применения: ремонт деталей, защита от коррозии и износа. Принцип, заложенный в технологии, можно описать следующим образом. Порошок и вспомогательный газ подаются коаксиально лазерному лучу или под небольшим углом к его оси. Лазерный луч расплавляет порошок и тот наплавляется на базовый материал. Легирование или нанесения порошка на базовый материал производится в одном или более слоев. Таким образом, в одном процессе происходит и ремонт, и создание покрытия для изделия. Геометрия лазерного луча адаптирована к обрабатываемой поверхности изделия благодаря оптической системе, формирующей пучки различных размеров и конфигурации с варьированием рабочих расстояний.
Будут ли диодные лазеры иметь большую мощность?
Мы еще не подошли к верхней границе генерируемой мощности. Еще в прошлом году ее величина составляла 40 кВт, на сегодняшний день – 50 кВт, и это не предел.
Ваш прогноз по развитию рынка диодных лазеров?
Он продолжает расти: последние десять лет каждый год рост составляет порядка 10–15%. Рынок диодных лазеров развивается быстрее всех. Ранее они занимали порядка 1% от всего рынка лазеров, сейчас – 10%. Диодные лазеры будут составлять основу рынка лазерной техники. Потому что работа всех трех типов лазеров, широко используемых в индустрии – диодных, дисковых и волоконных – базируется на технологии диодной накачки. Диодные лазеры отличаются простотой, эффективностью и невысокой стоимостью. Стоит отметить, что у диодных лазеров самый высокий КПД из всех систем – порядка 50%. Остальные 50% превращаются в тепло, которое как раз отводится с помощью водяного охлаждения. В сравнении с лазерами Laserline, устаревшие Nd: YaG лазеры с ламповой накачкой имеют КПД всего лишь 3%. Диодные лазеры имеют длительный срок службы – порядка тридцати тысяч часов.
Как на Ваш взгляд развивается российский рынок диодных лазеров?
Это довольно интересный развивающийся рынок, и в долгосрочной перспективе мы видим большие возможности в России для нашей компании.
Спасибо за интересную беседу!
С доктором Кристофом Ульманом
беседовали Наталья Истомина и Лариса Карякина
Отзывы читателей
