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Strahlanalyse und Leistungsmessung von Lasern

Ophir BeamPeek System
Laserstrahlen in Baukammern additiver Fertigungsanlagen messen

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Das integrierte Ophir BeamPeek System liefert Strahlprofil und Leistungsmessung für Hochleistungslaser in der additiven Fertigung. Bild: Ophir
MKS Instruments stellte auf der Laser World of Photonics erstmals das Ophir BeamPeek System vor. Das integrierte Strahlprofilanalyse- und Leistungsmess-System ermöglicht die schnelle und präzise Messung von Laserstrahlen in Baukammern additiver Fertigungsanlagen.

Das BeamPeek System liefert in drei Sekunden Strahlprofil, Fokusanalyse und Leistungsmessung. Anstelle einer Wasser- oder Lüfterkühlung nutzt das System ein zum Patent angemeldetes Kühlkonzept basierend auf austauschbaren Kühleinschüben. Ausfallzeiten zwischen Messungen werden damit vermieden. Das BeamPeek System eignet sich ideal für Wartungs- und Servicearbeiten von Pulverbett-Anlagen bei Selektiven Laserschmelzen. Aufgrund der robusten Bauweise und dem bewussten Verzicht auf zusätzliche Kühlsubstanzen oder Luftkühlung sind keine weiteren Anschlüsse erforderlich, und die Baukammer muss vor der Messung des Laserstrahls nicht gereinigt werden.

„Additive Fertigungsanlagen bieten für Hochleistungslaser eine schwierige Umgebung“, erklärt Reuven Silverman, General Manager Ophir Photonics. „Der Platz für große, komplexe Messgeräte mit Anschlüssen zur Wasserkühlung, wie sie bei Lasern mit hohen Leistungen in der Regel benötigt werden, ist nicht vorhanden. Lüftergekühlte Systeme würden die Reinigung der Baukammer vor jedem Messvorgang erfordern. Bei Ophir BeamPeek haben wir deshalb auf beides verzichtet und eine neuartige Kühlung mit einem passiven Kühleinschub entwickelt. Insgesamt ist das Gerät leicht und robust, Messungen der Hochleistungslaser lassen sich einfach und schnell zwischen zwei Baujobs durchführen bzw. das Gerät kann direkt nacheinander an mehreren AM-Systemen genutzt werden.“

Laserleistung als Indikator für die Prozessqualität

Messgerät für High Power-Laser

Das Ophir BeamPeek ist ein kompaktes, robustes und integriertes Messgerät für High Power-Laser. Der Laserstrahl fällt in das System und trifft dort auf einen Strahlteiler, der einen kleinen Teil des Strahls auf die Kamera lenkt, der Hauptteil des Strahls wird weiter aufgeteilt. Ein Teil des Strahls gelangt auf den integrierten thermischen Sensor. Dieser kann bis zu 1 kW für zwei Minuten – sowohl bei grünen (532 nm) als auch bei NIR-Wellenlängen (1030 bis 1080 nm) – messen. Ungefähr 96% des Strahls werden auf die Strahlfalle gelenkt, die die entstehende Wärme absorbiert. Die aktiven Komponenten (Elektronik, Optik, Kamera und Leistungssensor) befinden sich in einer separat geschützten Kammer, in der die Temperatur bei 1kW um maximal 2,5 °C pro Minute ansteigt.

Reihe an Softwareoptionen

Das BeamPeek-System wird von einer Reihe von Ophir-Softwareoptionen unterstützt: StarLab, BeamPeek Tool und BeamGage Professional. Das Strahlanalysesystem BeamGage basiert auf dem UltraCal Algorithmus. Er ermöglicht es, den ISO11146-3 Standard für die Genauigkeit von Strahlprofilmessungen umzusetzen. Die BeamGage Software beinhaltet alle Berechnungen, um präzise ISO-konforme Messwerte zu liefern; darunter Leistung, Strahldurchmesser und -form, Divergenz, Strahlprofil und erwartete Leistungsverteilung. Die Software bietet eine fortschrittliche Bildverarbeitung und liefert NIST-rückführbare Leistungsmessungen, Trenddiagramme, Datenlogging, Produktionstests OK/NOK sowie mehrsprachige Unterstützung.

Ophir Spiricon Europe
(MKS Instruments)
Guerickeweg 7
D-64291 Darmstadt
Info-Ophir-EU@mksinst.com
www.ophiropt.com/de

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