Témata
Reklama

Laserové vývojové centrum

Šťastnou volbou ve vývoji laserů u firmy Trumpf, známé coby špičkový výrobce těchto systémů pro průmyslové aplikace, jsou v posledních letech zvláště pevnolátkové a z toho diskové lasery. Svým výrobním programem Trumpf samozřejmě i nadále pokrývá prakticky celou řadu typů průmyslově využitelných laserů, z nichž každý má své odůvodnění a ani jejich vývoj nijak nezanedbává.

Pevnolátkové vláknové a diskové lasery představují v současné době svou vysokou jakostí paprsku a přenosem výkonu optickým vláknem nejdokonalejší laserové zdroje, využitelné od mikrotechnologií až po rozměrově rozsáhlé a energeticky náročné úkoly. Oba typy těchto laserů stály i na počátku vývoje dnes stále více žádaných a aplikovaných „studených“ pulzních laserů s ultrakrátkými pulzy v ps a fs rozsahu a téměř zanedbatelným tepelným ovlivněním okolní zóny. Při jejich vzájemném porovnání přistupuje u diskových laserů přednost v redukování nelineárních efektů, zvláště ve výkonové špičce pulzů.

Reklama
Reklama
Reklama
Nové vývojové centrum firmy Trumpf ve Schrambergu

Přes 40 let zkušeností

Tolik na úvod, proč se Trumpf rozhodl přibližně před dvěma roky rozšířit svůj vývojový a výrobní závod ve Schrambergu o nové vývojové centrum pro pevnolátkové, především dnes diskové lasery. Stavělo se po dobu 17 měsíců a ke slavnostnímu otevření došlo letos 6. března. Stavba na ploše 6 200 m2 si vyžádala v nákladech 13,5 mil eur. Budova je zatím dvoupatrová, v budoucnu má narůst třetí patro. Jsou zde umístěny kanceláře a vývojové laboratoře, které teprve v této nové budově našly poprvé společný prostor pro všechny typy pevnolátkových laserů. Do jisté míry lze spatřovat v novém vývojovém centru i logické vyústění vůbec celého dosavadního vývoje pevnolátkových laserů. Trumpf je ve Schrambergu jejich výrobcem pod vlastní značkou sice teprve od roku 1992, kdy jejich vývoj a výrobu převzal po firmě Haas-Laser, ale ta tu první pevnolátkový laser postavila již v roce 1972. Tedy tradice dostatečně dlouhá, korunovaná v této době již reálným 16kW diskovým laserem. Nebude však dlouho trvat, a i ten bude výkonově překonán. Právě v době přípravy tohoto článku přichází od Trumpfu zpráva o objednávce 32kW diskového laseru od dánské firmy Lindoe Welding Technology.

Peter Leibinger, ředitel oboru laserové techniky a elektroniky firmy Trumpf, při zahájení provozu nového vývojového centra 6. března 2013.

Lasery pro vědce

Vývojové centrum bude však sloužit i zcela nové činnosti, ke které se Trumpf přihlásil koncem minulého roku vytvořením dceřiné firmy Trumpf Scientific Lasers GmbH + Co. KG. Jak už její název napovídá, věnuje se především vývoji laserů pro vědecké účely, tedy oboru, který zatím stál mimo hlavní výrobní program firmy. I tady jádrem vývoje budou zvláště lasery s ultrakrátkými pulzy na bázi pevnolátkových diskových laserů. Trumpf Scientific Lasers GmbH + Co. KG představuje společný podnik firmy Trumpf a prof. Ference Krausze, ředitele Max-Planck-Institutu pro kvantovou optiku v Mnichově a profesora pro experimentální fyziku na Ludwig-Maximilians-Universität. V nové firmě, která oficiálně sídlí v Mnichově, má Trumpf většinový podíl. Od tohoto nového vývojového směru si Trumpf slibuje nejen průnik s laserovou technikou do oblastí vědeckých aplikací, ale i využití nově získávaných poznatků pro další vývoj laserů pro průmyslové technologie.

Diskové lasery budou v novém vývojovém centru předmětem vývoje jak pro průmyslové laserové systémy, tak i pro vědecké aparatury v programu Trumpf Scientific Lasers.

Nákladová parita

A stranou nezůstane ani prospěšnost nového vývojového centra pro společné projekty EU, kde se Trumpf už nyní podílí na řadě úkolů. Z těch hlavních stačí jen vzpomenout na uplatnění diskových laserů Trumpf v projektu vývoje výkonných laserů s ultrakrátkými pulzy, řešeném v berlínském Max-Born-Institutu ve spolupráci s Ferdinand-Braun-Institutem, nebo v projektu Sollarzellen-Laserbearbeitungs-Systeme der nächsten Generation (tzv. Solasys), koordinovaném Fraunhofer Institutem ILT. Jeho cílem by mělo být dosáhnout v příštích letech nákladově parity mezi konvenční a solární energií. V současné době jsou do tohoto projektu zapojeny především instituce a firmy, které se zabývají laserovou technikou, jejíž výraznější podíl na výrobě fotovoltaických prvků by se měl stát základem pro rychlejší zvyšování účinnosti solárních článků a při jejich hromadné výrobě pak i faktorem vedoucím k výraznému snižování výrobních nákladů.

Diskový i vláknový laser patří mezi pevnolátkové lasery s možností přenosu paprsku optickým vláknem. Pro čerpání aktivního média je u  diskových laserů podstatný vícenásobný přechod záření od laserové diody přes reflektující vrstvy jedné strany kotouče disku a okolních reflektorů. Teplo, které u diskových laserů vzniká stejně jako u jiných typů laserů, je odváděno napojením druhé strany kotouče na kontaktní chladič. Malá tloušťka aktivního disku a přitom dostatečná hodnota přechodu tepla ve směru paralelním s výstupním paprskem příznivě působí na intenzitu chlazení a homogenní rozdělení teploty uvnitř paprsku. Tím se dosahuje i vyšší jemnosti zaostření paprsku a růstu jeho hloubky ostrosti. U vláknových laserů dochází k efektivnímu generování paprsku v  jádru optického vlákna, dopovaného prvky vzácných zemin a ke chlazení tady dochází po celé délce vlákna.

Ing. Jiří Šmíd

iia.smid@gmail.com

Reklama
Související články
Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Průmyslové využití nejvýkonnějších laserů

Již několik desetiletí jsme svědky postupného nabývání významu a upevňování pozice laserů nejen v průmyslových provozech, ale i ve zdravotnictví, metrologii a mnoha dalších oblastech. Na stránkách tohoto vydání je uvedeno hned několik možností jejich využití, všechny jsou však velmi vzdálené možnostem laserů vyvíjených v centru HiLASE. V Dolních Břežanech u Prahy totiž vyvíjejí „superlasery“.

Související články
HiLASE - superlasery pro skutečný svět

Lasery nové generace, jež doposud nemají ve světě obdoby, se vyvíjejí a testují v nově postaveném centru HiLASE v Dolních Břežanech u Prahy. Využití najdou v průmyslu i ve výzkumu. V nové budově působí téměř 60 laserových specialistů a techniků, z nichž přibližně polovina je ze zahraničních, často i velmi renomovaných pracovišť.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Pokročilé metody laserového svařování

V současné době existují nové metody laserového svařování, které dále zlepšují základní metodu. V současné době existují nové metody laserového svařování, které dále zlepšují základní metodu. Podstatou nových metod je laserová hlava obsahující systém dvou vychylovacích zrcadel doplněných speciální optikou. Díky tomu lze laserovým paprskem velice rychle přebíhat v dané ploše. Svařování s touto hlavou se nazývá skenerové svařování. V provedeném experimentu byla demonstrována významná časová úspora při využití této metody oproti svařování běžnou svařovací hlavou vedenou robotem. Druhou metodou, opět využívající vychylování laserového svazku zrcadly, je svařování s rozmítaným svazkem. U této metody dochází kromě posuvové rychlosti k mikropohybu laserového svazku podél svařované trajektorie. Řízením parametrů mikropohybu můžeme měnit jak šířku závaru, tak i mikrostrukturu svaru, jak je opět předvedeno v rámci několika experimentů.

Plzeňské setkání strojařů

Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

Made in Česko: Bezpečné bezdrátové spojení pro všechny

Prognózy, které se týkají internetu věcí (IoT) a průmyslového internetu věcí (IIoT), se mění stejně rychle jako možnosti této technologie samy. Už v roce 2008 bylo na světě víc připojených zařízení než lidí a odborníci ze Světového ekonomického fóra (WEF) tvrdí, že do roku 2025 bude 41,6 miliardy zařízení zachycovat data o tom, jak žijeme, pracujeme, pohybujeme se, jak fungují naše zařízení, stroje.

Stroje v pohybu:
Divoká jízda sondy Pathfinder

Sonda Mars Pathfinder, která 4. července 1997 přistála na rudé planetě, se může pyšnit několika prvenstvími. Třeba tím, že šlo o první mimozemský výsadek masově sledovaný uživateli internetu. Nebo tím, že jako první dopravila na Mars kolové průzkumné vozidlo, rover Sojourner.

Stroje v pohybu: Raketa, která změní svět

Americký podnikatel Elon Musk se od založení své firmy SpaceX v březnu 2002 netají tím, že jeho dlouhodobým cílem je kolonizace Marsu člověkem. Již letos přitom plánuje uskutečnit premiérový start orbitální rakety Starship, která mu má tento cíl pomoci splnit.

Stroje v pohybu:
Fotoprůzkumné družice

Za druhé světové války přinášely informace z fronty filmové týdeníky, při první válce v Perském zálivu vysílala živě CNN z bombardovaného Bagdádu – a nyní na Ukrajině má veřejnost poprvé v historii k dispozici prakticky v reálném čase družicové snímky. Navíc neskutečné kvality. Každopádně jde o materiál, který umožňuje potvrdit, nebo naopak vyvrátit mnohá tvrzení válčících stran.

VaVaI a průmysl:
Znát budoucí potřebu zákazníka

Biochemik Vladimír Velebný je majitelem, generálním ředitelem, a současně i vedoucím výzkumu a vývoje ve společnosti Contipro. Jeho firma se zabývá biotechnologickou výrobou kyseliny hyaluronové, která má širokou škálu potenciálního využití v nejrůznějších oblastech medicíny a kosmetiky. O tom, jak ideálně propojit oblast vědy a výzkumu s oblastí průmyslu ku prospěchu obou, a zejména nás všech, ví rozhodně mnohé.

Přestaneme vyrábět a budeme tisknout?

3D tisk (AM – Additive Manufacturing) je obor, který přes svou krátkou historii překvapuje v mnoha ohledech – efektivitou, praktičností, flexibilitou... Jeho využitelnost jako technologie roste téměř exponenciálně, a přitom ale trochu utajeně.

Stroje v pohybu:
Webbův teleskop ve vesmíru

Pětadvacátého prosince loňského roku odstartovala z evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně raketa Ariane 5, v jejímž nákladovém prostoru byl na svou misi připraven vesmírný dalekohled Jamese Webba. Právě začala nová etapa poznávání vesmíru. Vědci si od ní slibují nové informace o vzniku vesmíru, černých dírách a temné hmotě.

Pokročilé mazání pro úspornost a spolehlivost

Věda a výzkum přinášejí zcela unikátní řešení i pro procesy zdánlivě zavedené a v oblastech, kde by inovace laik neočekával. Každý pozitivní a použitelný krok ke zlepšení klimatické situace naší planety je přínosem a jednou z nesmírně efektivních, užitečných, a vlastně poměrně snadných a finančně nenáročných záležitostí. Takovými by mohly být aplikace pokročilých tribologických řešení především pro dopravu, průmysl a výrobu energií.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit