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Laserline: Blauer Diodenlaser mit 1 kW Leistung Laser schweisst effizient Buntmetall

Redakteur: Konrad Mücke

Erstmals stehen jetzt Diodenlaser mit 1 kW Ausgangsleistung und 450 nm Wellenlänge zum industriellen Wärmeleitschweissen hoch reflektierender Bunt- und Edelmetalle zur Verfügung. Die in einer Forschungskooperation entwickelten Laser gibt es in mehreren Standardkonfigurationen.

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Blau macht effizient: Laserlicht mit 450 nm Wellenlänge eignet sich vorteilhaft zum Schweissen dünner Kupferbleche.
Blau macht effizient: Laserlicht mit 450 nm Wellenlänge eignet sich vorteilhaft zum Schweissen dünner Kupferbleche.
(Bild: Laserline GmbH)

Mit üblichen Infrarotlasern lassen sich dünne Bleche aus Buntmetall bisher nur in einem modifizierten Tiefschweissverfahren verbinden. Dazu ist ein Verstärken des Blechs im Bereich der Schweissnaht erforderlich. Ursache ist die starke Reflexion des Laserlichts im Infrarotspektrum durch die metallischen Oberflächen. Deshalb muss man sehr hohe Energiemengen bei hoher Energiedichte einbringen. Licht im blauen Spektrum dagegen wird von Buntmetallen bis zu zwanzigfach stärker absorbiert als infrarotes Licht. Dadurch ist mit blauen Lasern – verglichen mit herkömmlichen Infrarotlasern – weitaus weniger Energie zum Aufschmelzen der Werkstückoberfläche erforderlich. Selbst dünnste Kupferbauteile können derart ohne zusätzliches Verstärken des Werkstücks gefügt werden.

Richtungsweisende industrielle Anwendungen

Mit den Hochleistungslasern der Baureihe LDMblue von Laserline sind weltweit erstmals blaue CW-Diodenlaser mit bis zu 1 kW Ausgangsleistung verfügbar. Die Laser agieren mit einer Lichtwellenlänge von 450 nm. Sie ermöglichen als erste Industrie­laser überhaupt ein kontrolliertes Wärmeleitschweissen hoch reflektierender Bunt- und Edelmetalle, wie Kupfer und Gold. Künftige Anwendungen sind vor allem beim Fügen dünner Kupferkontaktierungen zu erwarten. Das betrifft speziell die Batterietechnik für Elektrofahrzeuge.

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Effizienter fertigen

Als vorteilhaft bei den präsentierten Lasern erweisen sich das fein abgestufte Regulieren der Leistung im Millisekundentakt sowie aussergewöhnlich ruhige Schmelzbäder. Daraus ergeben sich glatte Nahtbereiche mit hervorragender elektrischer Leitfähigkeit. Deshalb eignen sich die aktuell präsentierten Laser vor allem beim Schweissen für design­orientierte Anwendungen, in denen die Schweissnähte sichtbar bleiben. Auch zum Beschichten mit Buntmetalllegierungen eignet sich der blaue Diodenlaser.

Mehrere Varianten verfügbar

Die neuen Laser LDMblue wurden von der Laserline GmbH in Zusammenarbeit mit Osram und anderen Projektpartnern im Rahmen der EffiLAS-Fördermassnahme des deutschen Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) entwickelt. Derzeit sind drei Standardkonfigurationen mit 1000, 500 und 300 W Ausgangsleistung bei Strahlqualitäten von 100 bzw. 60 mm·mrad verfügbar. Dank ihrer kompakten Bauweise für den 19‘‘-Einschub lassen sich die Laser einfach und problemlos in gängige Produktionsanlagen integrieren. - kmu - SMM

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