Nuevo modulador espacial de luz para la conformación dinámica del haz
El Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser ILT de Aquisgrán ha creado, junto con el fabricante de SLM Hamamatsu, un laboratorio de aplicaciones para el procesamiento avanzado de materiales por láser con radiación láser pulsada ultracorta (USP).
En Aquisgrán, Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser ILT y Hamamatsu han desarrollado conjuntamente un cabezal SLM de procesamiento industrial que puede utilizar una conformación de haz dinámica y personalizada, combinada con grandes potencias medias de salida del láser, para una amplia gama de aplicaciones. El nuevo modulador de luz espacial aplicado de Hamamatsu puede funcionar con una potencia media de salida de hasta 150 vatios.
Los sistemas multihaz son la clave para escalar la potencia, la velocidad y los costes
Las máscaras de fase se utilizan para generar patrones de haces paralelos con un gran número de haces parciales a partir de un haz incidente. Esto funciona de forma dinámica con moduladores espaciales de luz (SLM) o de forma estática con elementos ópticos difractivos (DOE) de vidrio. Los SLM pueden cambiar dinámicamente el patrón de fase y, por tanto, también la matriz del haz, mientras que los DOE estáticos pueden soportar potencias medias más altas. Los SLM son especialmente adecuados para desarrollar procesos de fabricación que utilicen radiación láser USP, ya que las propiedades del haz pueden adaptarse y ajustarse fácilmente. Esto se aplica tanto al perfil del haz como a la disposición de los haces individuales dentro de un patrón. En la producción en serie, las SLM son ventajosas si los patrones de los haces tienen que cambiarse dinámicamente durante el proceso. Si los parámetros del haz son conocidos y estáticos, las EOD son la mejor opción debido a su insensibilidad.
Laboratorio de aplicaciones conjuntas en el Fraunhofer ILT
Junto con el fabricante de SLM Hamamatsu, se ha creado un Laboratorio de Aplicación Conjunta en Fraunhofer ILT. Allí, un prototipo listo para la industria está preparado para el desarrollo de procesos de fabricación. Éste incluye un cabezal de proceso basado en un escáner en el que se integra la nueva SLM de alta potencia de Hamamatsu. El cabezal está integrado en una máquina de 3 ejes con un láser USP de 150 W. El nuevo SLM se ha optimizado para una potencia media elevada y actualmente se está introduciendo en el mercado. Hamamatsu recibió financiación del gobierno japonés para establecer el nuevo laboratorio en el marco del Programa de Promoción de la Innovación Estratégica (SIP) interministerial.
El SLM permite una alta potencia en la aplicación
En Aquisgrán, el sistema con el nuevo SLM se utiliza en varios procesos y aplicaciones desde mayo de 2022. El equipo de Hamamatsu y Fraunhofer ILT ha investigado la ablación superficial y de volumen con diferentes perfiles de haz y diámetros de enfoque. El modulador líquido flexible elimina la necesidad de cambiar de herramienta. La distribución del calor en la pieza de trabajo es cada vez más importante cuando se aplican grandes potencias medias de láser y los procesos USP se escalan en velocidad y eficiencia. Gracias al apoyo del Departamento de Instrucción e Investigación de la Dinámica No Lineal de los Procesos de Fabricación por Láser (NLD) de la Universidad RWTH de Aquisgrán, Fraunhofer ILT ha podido simular los procesos por completo. De este modo, se puede optimizar la distribución de la energía y, por tanto, el aporte de calor dentro de una distribución paralela del haz. En el Joint Application Lab, Fraunhofer ILT ayuda a sus clientes a desarrollar procesos de fabricación. Además, también utiliza los conocimientos y la tecnología que desarrolla en nuevos proyectos de investigación.
