In industriellen Laseranwendungen dient das Diodenlasermodul als „Leistungskern“ des Lasersystems. Seine Leistung wirkt sich direkt auf die Bearbeitungseffizienz, die Lebensdauer der Anlage und die Qualität des Endprodukts aus. Doch wie lassen sich angesichts der großen Vielfalt an Diodenlasern auf dem Markt (z. B. endgepumpte, seitengepumpte und fasergekoppelte Typen) spezifische industrielle Anforderungen präzise erfüllen? Dieser Artikel bietet eine systematische Auswahlstrategie basierend auf technischen Parametern und einer szenariobasierten Analyse.
1. Definieren Sie die Kernanforderungen der industriellen Anwendung
Vor der Auswahl eines Diodenpumplasermoduls ist es wichtig, die Kernparameter des Anwendungsszenarios zu definieren:
① Verarbeitungstyp
- Kontinuierliche Hochleistungsverarbeitung (z. B. Schneiden/Schweißen von dickem Metall): Priorisieren Sie die Leistungsstabilität (> 1 kW) und die Wärmeableitungsfähigkeit.
- Präzisions-Mikrobearbeitung (z. B. Bohren/Ätzen von spröden Materialien): Erfordert hohe Strahlqualität (M² < 10) und präzise Impulssteuerung (Nanosekundenbereich). – Dynamische Hochgeschwindigkeitsverarbeitung (z. B. Laschenschweißen von Lithiumbatterien): Erfordert schnelle Reaktionsfähigkeit (Wiederholungsrate im kHz-Bereich). ② Anpassungsfähigkeit an Umgebungsbedingungen – Raue Umgebungen (z. B. hohe Temperaturen, Staub, Vibrationen wie Automobil-Produktionslinien): Erfordert hohes Schutzniveau (IP65 oder höher) und stoßfestes Design. ③ Langfristige Kostenüberlegungen Industrieanlagen sind oft rund um die Uhr in Betrieb, daher ist es wichtig, die elektrooptische Effizienz (> 30 %), Wartungszyklen und Ersatzteilkosten zu bewerten.
2. Erläuterung der wichtigsten Leistungsindikatoren
① Ausgangsleistung und Strahlqualität
Leistungsbereich: Industrielle Diodenpumplasermodule bieten typischerweise Leistungen zwischen 100 W und 10 kW. Wählen Sie je nach Materialstärke (z. B. erfordert das Schneiden von 20 mm dickem Stahl ≥3 kW).
- Strahlqualität (M²-Faktor):
- M² < 20: Geeignet für die grobe Bearbeitung (z. B. Oberflächenreinigung).
- M² < 10: Geeignet für Präzisionsschweißen/-schneiden (z. B. 0,1 mm Edelstahl). – Hinweis: Höhere Leistung beeinträchtigt oft die Strahlqualität; zur Optimierung sollten seitlich gepumpte oder hybride Pumpsysteme in Betracht gezogen werden. ② Elektrooptische Effizienz und Wärmemanagement – Elektrooptische Effizienz: Wirkt sich direkt auf die Energiekosten aus. Module mit einem Wirkungsgrad von >40 % sind zu bevorzugen (z. B. sind Diodenpumplasermodule zwei- bis dreimal effizienter als herkömmliche lampengepumpte).
Kühldesign: Die Mikrokanal-Flüssigkeitskühlung (Kühlleistung > 500 W/cm²) ist für lang anhaltenden Betrieb mit hoher Belastung besser geeignet als die Luftkühlung.
3 Zuverlässigkeit und Lebensdauer
MTBF (mittlere Zeit zwischen Ausfällen): Industrieumgebungen erfordern ≥50.000 Stunden.
- Verschmutzungsresistenz: Ein abgedichteter optischer Hohlraum verhindert das Eindringen von Metallspritzern und Staub (die Schutzart IP67 ist sogar noch besser).
④ Kompatibilität und Skalierbarkeit
- Steuerungsschnittstelle: Die Unterstützung industrieller Protokolle wie EtherCAT und RS485 erleichtert die Integration in automatisierte Produktionslinien.
- Modulare Erweiterung: Die Unterstützung der parallelen Konfiguration mehrerer Module (z. B. 6-in-1-Stapelung) ermöglicht nahtlose Leistungssteigerungen.
⑤ Wellenlänge und Pulseigenschaften
- Wellenlängenanpassung:
- 1064 nm: Üblich für die Metallverarbeitung.
- 532 nm/355 nm: Geeignet für die Präzisionsbearbeitung nichtmetallischer Materialien wie Glas und Keramik.
- Pulskontrolle:
- Der QCW-Modus (Quasi-Continuous Wave) ist ideal für energiereiche Niederfrequenzanwendungen (z. B. Tiefengravuren).
- Eine hohe Wiederholungsfrequenz (MHz-Bereich) eignet sich für Hochgeschwindigkeitsmarkierungen.
3. Vermeidung häufiger Auswahlfallen
- Falle 1: „Je höher die Leistung, desto besser“ – Zu hohe Leistung kann zu Materialverbrennungen führen. Achten Sie auf ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Strahlqualität.
- Falle 2: „Langfristige Wartungskosten ignorieren“ – Module mit geringer Effizienz können im Laufe der Zeit höhere Energie- und Wartungskosten verursachen, die die anfänglichen Einsparungen übersteigen.
- Fallstrick 3: „Ein Modul für alle Fälle“ – Präzision und Grobverarbeitung erfordern differenzierte Designs (z. B. Dotierungskonzentration, Pumpstruktur).
Lumispot
Adresse: Gebäude 4 Nr., Nr. 99 Furong 3rd Road, Xishan Dist. Wuxi, 214000, China
Tel: + 86-0510 87381808.
Handy: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Veröffentlichungszeit: 10. April 2025