Nachhaltig, präzise und ultrakurz: Pulsar Photonics setzt auf Lasermikrobearbeitung im Maßstab XXL

1000 Laserstrahlen im Parallelschwung

Aachen, 19. Juni 2024

Die Pulsar Photonics GmbH aus Aachen entwickelt die Lasermikrobearbeitung weiter: Aktuell entsteht eine Anlage mit Ultrakurzpulslaser, die Flächen von mehr als zehn Quadratmetern präzise und nachhaltig strukturiert. Das Skalierungskonzept erlaubt künftig mit Tausenden Laserstrahlen sogar das Bearbeiten von zehnmal größeren Oberflächen. „Wir sind zwar nicht die Einzigen, die großflächige Lasermikrobearbeitung betreiben“, erklärt Dr. Joachim Ryll, Geschäftsführer von Pulsar Photonics. „Aber unser Ansatz ist einzigartig. Unser Ziel ist es, auf einer einzigen großen Anlage Flächen parallel und individualisiert zu strukturieren.“

Dies ist besonders relevant, da die Nachfrage nach Oberflächenstrukturierung ohne chemische Substanzen steigt. Ursachen sind zunehmende umweltrechtliche Einschränkungen und Verordnungen, die den Einsatz von Chemikalien begrenzen. Der Ultrakurzpulslaser (UKP-Laser) bietet hierfür eine nachhaltige Alternative. Bisher wurden UKP-Laser hauptsächlich für kleinflächige Anwendungen genutzt, doch bereits jetzt gibt es Lösungen, die Flächen im Quadratmeterbereich für Flachglas, Foliensubstrate und Prägewalzen effektiv bearbeiten.

RDX2800 - Modul Innenansicht
Brücken-Technologie: Das modulare Gantrysystem RDX2800 ermöglicht mit mehreren Arbeitsstationen die ultrapräzise Lasermikrobearbeitung von maximal 2,5 mal 1,5 Metern großen Flachbauteilen. © Pulsar Photonics GmbH.
Take five: Das modulare Gantrysystem RDX2800 kann bis zu fünf Module aufnehmen, wobei jede Station für Multistrahlbearbeitung ausgelegt ist. © Pulsar Photonics GmbH.
Bis zu fünf Arbeitsstationen im Paralleleinsatz

Auf Brückentechnologie der besonderen Art setzten die Aachener bei ihrem Gantrysystem RDX2800: Es ist mit seinen Maschinenmodulen nach dem Baukastensystem aufgebaut. Jedes Modul kann Flachbauteile von bis zu 2,5 mal 1,5 Metern mit UKP-Lasern präzise bearbeiten. Pulsar reiht mehrere Module hintereinander und kann so größere Bauteile bearbeiten, die deutlich über 10 m² liegen. Innerhalb eines Maschinenmoduls ermöglichen mehrere Arbeitsstationen sowohl die individualisierte Einzelstrahl- als auch die Multistrahlbearbeitung. Dabei können insgesamt mehr als tausend Laserstrahlen gleichzeitig eingesetzt werden. Im EU-Infrastrukturprojekt NextGenBat haben die Aachener bereits gezeigt, wie sich die Produktivität der Lasermikrobearbeitung erheblich steigern lässt. Sie entwickelten eine Rolle-zu-Rolle-Anlage, die Elektroden für Lithiumionen-Zellen trocknet und strukturiert. Die „MultiBeamMultiScanner“-Optik teilt dabei die Laserleistung in mehrere Teilstrahlen, um effizienter zu arbeiten. Den ersten Schritt zum Modulbaukasten macht das Unternehmen nun mit einem Pilotkunden. „Die industrielle Umsetzung im großen Maßstab ist der besondere Reiz“, erklärt Dr. Ryll. Geplant ist für den Pilotkunden eine Anlage, in der mehrere miteinander verkettete Arbeitsstationen die über zehn Quadratmeter große Oberfläche von flachen Bauteilen mit UKP-Laser und Multistrahltechnik mit mehreren Teilstrahlen präzise aufrauen und strukturieren.

Extrem sorgfältige Kalibrierung des Freistrahl-Prozesses

Die Lasermikrobearbeitung steht und fällt mit der Strahlführung vom Laser zum Werkstück. Dr. Ryll: „Da es sich um hochenergetische Strahlung handelt, kommt eine Führung durch Fasern aufgrund der damit verbundenen Verluste derzeit nicht infrage. Deshalb nutzen wir den Freistrahl, um diese Herausforderung zu bewältigen.“ Weil aber selbst geringfügige Winkelfehler in der Laserbearbeitung eventuell für signifikante Strukturabweichungen sorgen, ist extrem präzise Justierung und Kalibrierung der Scan- und Koordinaten-Geräte gefragt. Die Präzision der Lasermikrobearbeitung hängt außerdem wesentlich von einem durchdachten Daten- und Wärmemanagement ab. Es ist entscheidend, dass die Arbeitsstationen in Echtzeit korrekt mit Daten versorgt werden: Die Echtzeit-Online-Überwachung ist für den Betrieb der Anlage daher von zentraler Bedeutung. „Diese Überwachung ermöglicht es uns, kontinuierlich zu verfolgen, wie und wann die Maschine mit bestimmten Dateien arbeitet“, erklärt Dr. Ryll.

großflächige Lasermikrobearbeitung

Demonstratorplatte (1000 mm x 1000 mm) für die großflächige UKP-Laserbearbeitung mit Beispielstrukturen für funktionale Oberflächen und Tiefengravuren. © Pulsar Photonics GmbH.

Vielfältige Anwendungen im XXL-Format

Aufbauend auf dieser fortschrittlichen Entwicklung arbeitet das Spinn-off des Fraunhofer ILT bereits in Dimensionen, die zehn Quadratmeter deutlich überschreiten. Ziel sind laut dem Geschäftsführer Technologien, mit denen sich Flächen von 100 Quadratmetern oder mehr bearbeiten lassen. Ein Bedarf an möglichen Anwendungen für Lasermikrobearbeitung im XXL-Format ist hoch: Sie reicht laut Dr. Ryll von der Vorbereitung von Oberflächen für Klebe- und Beschichtungsprozesse über die großflächige Werkzeugbearbeitung und Mikro- sowie Nanostrukturierung bis hin zur Herstellung großformatiger Siebe.

Dr. Joachim Ryll, Geschäftsführer Pulsar Photonics GmbH, setzt auf einen vollkommen neuen Ansatz für die großflächige Lasermikrobearbeitung: „Ziel ist die Entwicklung von Technologien, mit denen sich Flächen von 100 Quadratmetern oder sogar mehr bearbeiten lassen.“


Beispiele für Anwendungen sind:

  • Großflächiges Aufrauen und Modifizieren von Oberflächen zur Vorbereitung von Klebe- und Beschichtungsprozessen
  • Großflächige Werkzeugbearbeitung, z.B. für Form- und Umformwerkzeuge auch für die papier-, folien- oder kunststoffverarbeitende Industrie
  • Großflächige Mikro- und Nanostrukturierung zur Herstellung funktionaler Oberflächen
  • Herstellung großformatiger Siebe für verfahrenstechnische Anwendungen


Pulsar Photonics

Die Pulsar Photonics GmbH ist ein innovatives HighTech-Unternehmen in der Lasertechnik. Das Leistungsspektrum des Unternehmens umfasst die Laser-Prozesstechnik, den Anlagenbau mit Software-Entwicklung sowie die Sparte Laser-Systemtechnik.

Das Unternehmen beschäftigt sich seit der Gründung intensiv mit Skalierungsansätzen für die Produktion. Für Kunden werden dafür exklusiv Leistungen von der professionellen Anwendungsentwicklung, über das Ramp-Up bis zum Aufbau automatischer Produktionsmaschinen mit Service und Know-How-Transfer abgebildet. Pulsar Photonics investiert dazu kontinuierlich in eigene Fertigungskapazitäten für die Einzelteil- und Serienfertigung mit (Ultra-) Kurzpulslasern. Kernprozesse sind das Strukturieren, Bohren und Präzisionsschneiden.

Die Pulsar Photonics GmbH hat ihren Hauptsitz in Aachen. Das Unternehmen wurde 2013 als Spin-Off des Fraunhofer ILT in Aachen gegründet und in der Wachstumsphase vom Hightech-Gründerfonds HTGF, Bonn finanziert. Seit 2021 ist Pulsar Photonics Teil der Schunk Group.

Das stark wachsende und profitable Unternehmen gehört mit heute mehr als 90 Beschäftigten zum deutschen Mittelstand und ist Teil der Strukturwandel-Initiative LaserRegionAachen.

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Marius Gipperich, Vertrieb, Sales, Großkundenbetreuung, Key Account Management, Business Development

Technischer Ansprechpartner
Dr. Marius Gipperich
Telefon: +49 (0) 2405 49 504 – 28
E-Mail: machines@pulsar-photonics.de
Pulsar Photonics GmbH
Alte Würselener Str. 13
52080 Aachen

Pressekontakt
Sonja Wichert
Telefon: +49 (0) 2405 49 504 – 36
E-Mail: info@pulsar-photonics.de
Pulsar Photonics GmbH
Alte Würselener Str. 13
52080 Aachen

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USP laser (20W)

Industry-standard ultrashort pulse laser with up to 20 watts average power (IR)

  • available wavelengths: UV, VIS, IR
  • Repetition rate, pulse duration and beam quality depend on the manufacturer selected

USP laser (100W)

Ultra-short pulse laser suitable for industrial use with up to 100 watts average power (IR)

  • average power: typ. 100W IR
  • Pulse energies: up to 2mJ
  • available wavelengths: UV, VIS, IR
  • Pulse duration range: 300 femtoseconds to 15 picoseconds
  • machine-integrated laser monitoring
  • specialized safety equipment
  • Repetition rate, pulse duration and beam quality depend on the manufacturer selected

USP laser beam sources have experienced an enormous scaling of the average laser power in recent years. In the research environment, beam sources with more than 1,000W are already available here. In fact, the integration of these beam sources presents the integrators with numerous challenges for safe operation, optical quality, availability, control and peripheral equipment of the machine. Pulsar Photonics has many years of experience in the power scaling of processes, necessary system technology and qualification of USP beam sources above 100W and developed machines for well-known laser institutes.

NAnosecond laser (100W)

Laser

Industrial short-pulse fiber laser with up to 100 watts average power (IR)

  • available wavelengths: IR
  • Repetition rate, pulse duration and beam quality depend on the manufacturer selected

Photonic Elements (Machine control)

  • Modular system for controlling different hardware components such as
    • Machine axes, scanning systems, lasers
    • Sensors and actuators
    • Vision systems, measurement technology
    • PLC, security systems, I / O interfaces
  • Job editor with scripting (C #, Visual Basic) for creating your own processes and complex machining programs
  • Integrated CAD module for creating models, etc.
    • Geometries
    • Fonts, serial numbers
    • Barcodes
  • Integrated measurement and control technology
    • for component measurement
    • Registration mark detection
    • automatic scan field calibration
    • Laser power control
  • Sensor grid with database connection for the evaluation and visualization of data
  • Data streaming for executing large job files
  • Production data acquisition
  • Control panel
    • User level
    • Logging
    • Software update function
    • remote maintenance

Further information

Photonic Vectors (CAM software)

Pulsar Photonics uses its own high-performance CAM solution to prepare machine and vector data (CAM data) for 2.5D laser processing PhotonicVectors . The software with a graphical user interface allows volume models to be loaded, which can then be broken down into layers, scan vectors and axis infeeds in line with the process. As a result, the user receives a finished job file that can be loaded directly into the PhotonicElements machine software and executed there. In addition to a large number of basic settings for 2.5D laser structuring, the following functions are suitable for your application:

  • Slicing: Decomposition of the volume model into individual layers. Input of the number of layers into which an ablation volume is to be divided in the z-direction
  • Hatching: Hatching of each layer with scan vectors. Input of the hatching with which a layer is to be filled; including hatching spacing, direction, randomization, etc.
  • Contouring: Edge cuts with parallel offset to the outer contour. Input of the edge cut with which the outer contour is to be worked out; including distance, number and position
  • Tiling / stitching: Automatic division of the target geometry into processing fields of variable sizes. Randomization of the processing fields for quality optimization in multi-layer processing.
  • Intelligent tracking: automatic (re) sorting of scan vectors to reduce jump times.

Further information

BEAM POSITION STABILIZATION

Iterative control of the beam position to a target value to compensate for the drift of the beam position of a laser beam source. The beam position is measured by two camera systems integrated in the beam path, the manipulation of the beam position by two motorized beam deflectors. The control is triggered, for example, by the user or a software command

  • 2 mechanical beam deflectors (M5 mounting, incl. Posts and T-slot adapter) with 2 stepper motors each (stroke> 10mm, resolution 1.25µm); Incl. Mirror substrate D1 "
  • 2 mechanical beam deflectors (M5 mounting, incl. Posts and T-slot adapter) each with 1 inline camera (CMOS, 2 MPixel); Incl. Mirror substrate D30mm
  • Stepper motor controller, 19 “rack; for controlling the stepper motor actuators
  • Software module for outputting camera data and controlling the stepper motors for beam position stabilization.
  • API interface for the output of camera data and selected measurement data

CAMERA SYSTEMS

The system camera CM-R2 expands the conventional processing head with an imaging component for workpiece positioning and quality control. The fast and hands-free positioning of the workpiece is made possible by the integrated laser pointer. This marks the current position of the camera image on the workpiece surface in a clearly visible manner for the operator. At the same time, the laser pointer can specifically support monochromatic image evaluation.

  • LED ring field lighting
  • Integrated coaxial laser pointer,
  • Auto focus function;
  • Detection of the position of simple geometries such as circles, crosses, registration marks in the camera image using software features
  • Software routine for measuring distances and circle diameters

Condition Monitoring

The Condition Monitoring System (CMS) consists of various sensors and actuators that can monitor and regulate machine states.

The range of services of the CMS includes:

  • Monitoring and regulation of the average laser power with a thermophilic power sensor
  • Active beam position stabilization
  • Monitoring of ambient and installation conditions such as temperature, vibrations
  • Measurement of the spot geometry with large average powers

The data can be visualized and processed with the PhotonicAssist software.

TOPOGRAPHY MODULE

Machine-integrated measuring technology for the measurement of components directly in the machine after processing

  • Point and line measurement (TM-R1) or
  • Surfaces measurement (TM-R2)
  • Axial resolution <100 nm

TM-R2: Area-measuring 3D topography measuring device mounted on an additional, separate Z-axis with 100 mm travel

  • Stitching function
  • Working distance approx. 4.5 mm
  • Lateral resolution <2 µm
  • Image field approx. 850 µm x 650 µm

The measured data can be found in the software PhotonicsSurfaces be evaluated. The software PhotonicSurfaces enables the export of the measurement data in ASCII format (point cloud format).

POWER METER

Control of the laser power via an integrated power sensor at workpiece level for USP laser radiation of the wavelengths IR + VIS and up to an average laser power of 350 W.
Iterative control of the power of a laser system to a target value based on the measured values of a power sensor. System parameters depending on the laser beam source used.

Rotary SWIVEL UNIT

Rotary swivel unit for positioning cylindrical or 3D components under the processing head. Customer-specific designs are possible, for example a simple rotary axis for machining cylinders or a rotary swivel unit for complete freedom of 3D positioning.

TOUCH PROBE SENSOR

Precision button for tactile determination of the focus position and automatic focus position adjustment

  • Measuring range> 12mm,
  • Resolution <3 µm

Software-based component of the Tool Center Point Management for easy switching between different tool positions. Optional: 3D measuring probe

WORKPIECE CLAMPING DEVICE

Depending on the components used, various fixings can be used, for example

  • Vacuum clamping systems for fixing flat components such as wafers in particular.
    The fixation takes place by negative pressure on a porous ceramic plate
  • Zero point clamping systems for flexible, fast and extremely precise retooling of workpieces, clamping devices or devices
  • Application-specific clamping systems

SUCTION SYSTEM

suctions system

Powerful extraction and filter system for capturing the laser smoke and the ablated particles in the immediate vicinity of the process zone.
Equipped with an activated carbon fine filter and an extensive PC interface, the machine control regulates the switching on and off and the monitoring of the suction.
The filter system consists of an add-on device with several filter stages and simple cassette handling.
Control elements and filter access on the front as well as via the software Photonic Elements

  • Max. Volume flow: 200 m 3 /H
  • Max. Negative pressure: 22,000 Pa
  • Nominal output: 160 / 6,500 m 3 / h / Pa
  • Optional: cartridge filter device

X-RAY PROTECTION

When using powerful USP laser beam sources, especially femtosecond lasers, for material processing, X-rays can arise in the ablation process from the area of the ablation zone. X-ray protection for the outside area of the facility is therefore mandatory.

All laser machines from Pulsar Photonics have a uniform machine design with sufficiently dimensioned material thickness and undercut sheet metal connections to safely contain the X-ray radiation inside the machine.

The additional equipment for X-ray protection includes a retrofit kit for the laser protection window and proof of protection. Pulsar Photonics checks the need for a retrofit kit for each machine configuration.

beam GUIdance

Guiding the radiation in the encapsulated free jet from the beam source to the workpiece.

In addition to the deflection units, further functions can be integrated:

  • Change of wavelengths
  • Switching different outputs
  • Expansion of the laser radiation
  • Polarization / polarization change
  • Laser shutter

Service 1

Call our customer hotline personal contact person ready for your inquiries. This is how we ensure our qualified availability and transfer your inquiries to the right and available technical staff.

We support you with general questions as well as with software support, process development or operator training. As an alternative to the hotline, our customers use the online ticket system for quick service inquiries.

There are no additional costs for using the customer hotline or the ticket system.
Maximize the availability of your system by having possible malfunctions remedied quickly and securely - with remote support (formerly Teleservice).

After your approval, our trained service experts switch to your system via secure remote access.

In this way, you benefit from a quick fault diagnosis and solution - without the need for a technician on site.

Service 2

With your service ID you receive support from the Remote support . Our service experts support you over the phone or, after your approval, get access to the machine control. You can continue to monitor and end the service on the machine yourself.

Since 2016, all RDX machines have video monitoring of the process zone. Training, practical assistance with programming, error diagnosis and process monitoring are technically easy.

Benefit from quick error diagnosis and resolution with remote support. You can maximize your machine availability cheaply and without on-site staff.

Remote support is billed directly to the workload or in quotas using your service ID.

Service 3

The commissioning of your laser machine, the machine relocation, laser technical measurements, training, a product change on the machine or the planned cleaning and maintenance on site.

Depending on the scope, material nature and service location, we send our specialists by train, service car or worldwide by plane.

Our service staff has many years of practical professional experience in laser technology, their own access to remote support and an extensive inventory of beam guidance components, laser optics, general consumables, tools or entire spare parts packages are available for use on site.

2D Processing head

2D scanning system for Scanning and Positioning in the working plane with high dynamics

  • Analog position detector or digital encoder
  • Position resolution 18/20 bit
  • Aperture depending on the total beam path (typ. 14 mm)
  • high long-term stability and linearity

3D Processing head

2D scanning system for Scanning and Positioning in the working plane with high dynamics
with additional optical focus shifter for dynamic variation of the focus position (3D scanning)

  • Analog position detector or digital encoder
  • Position resolution 18/20 bit
  • Aperture depending on the total beam path (typ. 14 mm)
  • high long-term stability and linearity

Multibeam scanner

Machine-integrated system for static Beam shaping or Multi-beam distribution in the working plane

  • Modular solution for the production of several laser foci in the processing level
  • Significant process acceleration in the production of periodic structures or for the parallel processing of the same components
  • Reduction of the processing costs through more efficient use of the available laser power

More information on the product page

FlexibleBeamShaper

Machine-integrated beam shaping system to generate freely configurable beam distributions.
Allows use as a photonic tool magazine with predefined beam shapes.
In addition, the FBS comes with a Galvanometer scanner equipped so that the generated intensity distribution can be scanned over the workpiece.
These combined tools in a single system open up new avenues in laser micromachining: faster, more flexible and more efficient .

  • Combination of flexible beam shaping system and scanning system
  • Software-based calibration and control of the system
  • Full machine integration for digitally changeable tools
  • Beam shaping with up to 100W laser power

More information on the product page

MicroScan Extension

Microscan-Extension MSE-G2

Easily integrated and powerful extension for every galvo scanning system.
By simply exchanging the lens for the MSE, the system can be expanded into a microspot scanning system and thus Focus diameter of less than 4μm can be achieved with an IR or VIS laser

  • Maximum dimensions (L * W * H): 245mm x 145mm x 120mm
  • Fastening thread: M85x1 (standard galvo scanner)
  • Scan field size: typ. 500μm * 500μm
  • Wavelength: IR (1030-1070nm) + VIS (515-532nm), UV
  • Spot size: 1-4μm
  • Working distance: 20mm (IR/VIS), 10mm (UV)
  • Integrated collision protection
  • For small laser powers

More information on the product page

Wendelbohroptik zum Präzisionsbohren

processing head for helical drilling of high aspect ratio holes
Bildquelle: Fraunhofer ILT

Bearbeitungskopf zur Präzisionsbohren mit hohen Aspektverhältnissen. Der 2teilige Bearbeitungskopf erleichtert die Integration bereits in kleinformatige und standardisierte Lasermaschinen. Dabei ermöglicht die eingesetzte Wendelbohroptik in der dritten Generation (Patent DE102005047328B3, 2006 Fraunhofer ILT) eine schnelle Rotation des Laserstrahls auf der Bohrkreisbahn. Gleichzeitig wird der Laserstrahl in Eigenrotation versetzt und überzeugt durch die optische Übersetzung mit einem Betrieb bei moderaten Drehzahlen. In Kombination mit einem XYZ-Achssystem können so sämtliche Bohrgeometrien realisiert oder Präzisionsbauteile geschnitten werden.

Werkstoffe und Anwendungen:

  • Bohren & Präzisionsschnitte
  • Kleinste und ideal runde Bohrungen mit einem Durchmesser ab 20µm
  • Grat- und bartfreie Schnittkanten, Bohrungen ohne Randabtragung
  • Bearbeitung von Metallen, Keramiken, Mehrschichtsystemen und Kunststoffen
  • Integrierte koaxiale Beobachtung
  • Wellenlängen: UV, VIS, IR
  • Prozesstechnischer Nachweis für Aspektverhältnisse >1:30
  • Einstellbare Konizität
  • Einstellbarer Bohrlochdurchmesser

Direct Laser interference Patterning (DLIP) - Kopf

Bearbeitungskopf zur Nanostrukturierung von Oberflächen durch eine Mehrstrahlinterferenzbearbeitung. Mit dem Direct Laser Interference Patterning (DLIP) lassen sich Oberflächen effizient Nanostrukturieren und somit funktionalisieren. Anwendungen sind Anti-Icing Strukturen, Benetzungsändernde Strukturen, Antibakterielle Oberflächen und tribologische Oberflächen.

  • Anzahl interferierender Strahlen: 2, 3 oder 4
  • Typ. Wellenlängen: 355nm, 532nm
  • Typ. Periode der Interferenzstruktur: 700nm-5µm
  • Laserbearbeitung mit Festoptik durch Achsenscanner

MicroScan Extension

Microscan-Extension MSE-G2

Einfach integrierbare und leistungsstarke Erweiterung für jedes Galvo-Scanningsystem.
Durch den einfachen Austausch des Objektivs gegen das MSE kann das System zu einem Microspot-Scanning-System erweitert und damit Fokusdurchmesser von weniger als 4μm mit einem IR- oder VIS-Laser erreicht werden

  • Maximale Dimensionen (L*B*H): 245mm x 145mm x 120mm
  • Befestigungsgewinde: M85x1 (Standard Galvoscanner)
  • Scanfeld-Größe: typ. 500μm * 500μm
  • Wellenlänge: IR (1030-1070nm) + VIS (515-532nm), UV
  • Spotgröße: 1-4μm
  • Arbeitsabstand: 20mm (IR/VIS), 10mm (UV)
  • Integrierter Kollisionsschutz
  • Für kleine Laserleistungen

Weitere Informationen auf der Produktseite

Flexiblebeam Shaper

Maschinenintegrierbares Strahlformungssystem zur Generierung frei gestaltbarer Strahlverteilungen.
Ermöglicht den Einsatz als photonisches Werkzeugmagazin mit vordefinierten Strahlformen.
Zusätzlich ist der FBS mit einem Galvanometerscanner ausgestattet, so dass die erzeugte Intensitätsverteilung über das Werkstück gescannt werden kann.
Diese kombinierten Werkzeuge in einem einzigen System eröffnen neue Wege in der Lasermikrobearbeitung: schneller, flexibler und effizienter.

  • Kombination von flexiblem Strahlformungssystem und Scansystem
  • Softwarebasierte Kalibration und Steuerung des Systems
  • Volle Maschinenintegration für digital wechselbare Werkzeuge
  • Strahlformung mit bis zu 100W Laserleistung

Weitere Informationen auf der Produktseite

Multibeam Scanner

Maschinenintegrierbares System zur statischen Strahlformung oder Multistrahlverteilung in der Bearbeitungsebene

  • Modulare Lösung für die Herstellung mehrerer Laserfoki in der Bearbeitungsebene
  • Signifikante Prozessbeschleunigung bei der Herstellung von periodischen Strukturen oder zur parallelen Bearbeitung von gleichen Komponenten
  • Reduktion der Bearbeitungskosten durch effizientere Ausnutzung der verfügbaren Laserleistung

Weitere Informationen auf der Produktseite

3D Bearbeitungskopf

2D-Scan-System zum Ablenken und Positionieren in der Bearbeitungsebene mit hoher Dynamik
mit zusätzlichem optischen Fokusshifter zur dynamischen Variation der Fokuslage (3D-Scanning)

  • Analoger Positionsdetektor oder digitaler Encoder
  • Positionsauflösung 18/20 Bit
  • Apertur abhängig vom Gesamt-Strahlengang (typ. 14 mm)
  • hohe Langzeitstabilität und Linearität

2D Bearbeitungskopf

2D-Scan-System zum Ablenken und Positionieren in der Bearbeitungsebene mit hoher Dynamik

  • Analoger Positionsdetektor oder digitaler Encoder
  • Positionsauflösung 18/20 Bit
  • Apertur abhängig vom Gesamt-Strahlengang (typ. 14 mm)
  • hohe Langzeitstabilität und Linearität

Service 3

Die Inbetriebnahme Ihrer Laser-Maschine, der Maschinenumzug, lasertechnische Messungen, Schulungen, ein Produktwechsel auf der Maschine oder die geplante Reinigung und Wartung  vor Ort.

Je nach Umfang, Dinglichkeit und Service-Ort entsenden wir unsere Spezialisten mit der Bahn, dem Service-PKW oder auch weltweit mit dem Flugzeug.

Unser Service-Personal verfügt über langjährige praktische Berufserfahrung in der Lasertechnik, einen eigenen Zugang zum Remote-Support und einen umfangreichen Bestand an Strahlführungskomponenten, Laseroptiken, allgemeinem Verbrauchsmaterial, Werkzeug oder ganze Ersatzteilpakete stehen für den Einsatz vor Ort bereit.

Service 2

Mit Ihrer Service-ID erhalten Sie Unterstützung durch den Remote-Support. Unsere Service-Experten unterstützen Sie telefonisch oder erhalten nach Ihrer Freigabe Zugriff auf die Maschinensteuerung. Sie selbst können weiter an der Maschine den Service beobachten und beenden.

Seit 2016 verfügen dazu alle RDX-Maschinen über eine Videoüberwachung der Prozesszone. Schulungen, praktische Hilfestellungen bei der Programmierung, Fehlerdiagnose und Prozessbeobachtung sind so technisch einfach möglich.

Profitieren Sie mit dem Remote-Support von der schnellen Fehlerdiagnose und Lösung. Günstig und ohne Personaleinsatz vor Ort maximieren Sie Ihre Maschinenverfügbarkeit.

Der Remote-Support wird direkt aufwandsbezogen oder in Kontingenten über Ihre Service-ID abgerechnet.

Service 1

An unserer Kunden-Hotline stehen persönliche Ansprechpartner für Ihre Anfragen bereit. So stellen wir unsere qualifizierte Erreichbarkeit sicher und übertragen ihre Anfragen an die verfügbaren und richtigen technischen Mitarbeiter.

Wir unterstützen Sie bei allgemeinen Fragen genauso wie im Software-Support, der Prozessentwicklung oder Bedienerschulung. Alternativ zur Hotline nutzen unsere Kunden das online Ticket-System für schnelle Service-Anfragen.

Für die Nutzung der Kundenhotline und des Ticket-Systems fallen keine weiteren Kosten an.
Maximieren Sie die Verfügbarkeit Ihrer Anlage, indem Sie mögliche Störungen schnell und sicher aus der Ferne beheben lassen – mit Remote Support (ehemals Teleservice).

Unsere geschulten Serviceexperten schalten sich nach Ihrer Freigabe über einen sicheren Remotezugriff auf Ihre Anlage.

Auf diese Weise profitieren Sie von einer schnellen Fehlerdiagnose und Lösung – ohne einen Einsatz eines Techniker vor Ort.

StrahlFÜHRUNG

Führung der Strahlung im gekapselten Freistrahl von der Strahlquelle bis zum Werkstück.

Neben den Umlenkeinheiten können weitere Funktionen integriert werden:

  • Wechsel der Wellenlängen
  • Schalten unterschiedlicher Ausgänge
  • Aufweitung der Laserstrahlung
  • Polarisierung / Polarisationswechsel
  • Laser Shutter

RÖNTGENSCHUTZ

Bei der Verwendung leistungsstarker UKP-Laserstrahlquellen, v.a. von Femtosekundenlasern, zur Materialbearbeitung kann im Abtragsprozess aus dem Bereich der Ablationszone Röntgenstrahlung entstehen. Ein Röntgenschutz für den Außenbereich der Anlage ist daher obligatorisch.

Alle Lasermaschinen von Pulsar Photonics verfügen über ein einheitliches konstruktives Maschinendesgin mit ausreichend dimensionierter Materialstärke und hinterschnittenen Blechverbindungen zur sicheren Eindämmung der Röntgenstrahlung im Innenraum der Maschine.

Die Zustatzausstattung Röntgenschutz umfasst ein Nachrüstsatz für das Laserschutzfenster und den Schutznachweis. Pulsar Photonics prüft für jede Maschinenkonfiguration einzeln die Notwendigkeit eines Nachrüstsatzes.

ABSAUGSYSTEM

suction system

Leistungsfähiges Absaug- und Filtersystem zur Erfassung des Laserrauchs und der Abtragspartikel in unmittelbarer Nähe der Prozesszone.
Ausgestattet mit einem Aktivkohle-Feinstfilter und einer umfangreicher PC-Schnittstelle regelt die Maschinensteuerung das Ein- und Ausschalten und die Überwachung der Absaugung.
Das Filtersystem besteht aus einem einem Beistellgerät mit mehreren Filterstufen und einfachem Kassetten-Handling.
Bedienelemente und Filterzugang an Frontseite sowie über die Software Photonic Elements

  • Max. Volumenstrom: 200 m3/h
  • Max. Unterdruck: 22.000 Pa
  • Nennleistung: 160/6.500 m3/h/Pa
  • Optional: Patronenfiltergerät

WERKSTÜCKSPANNVORRICHTUNG

Abhängig von den eingesetzten Bauteilen können verschiedene Fixierungen eingesetzt werden z.B.

  • Vakuum-Spannsysteme zur Fixierung insbesondere von flachen Bauteilen wie Wafern.
    Die Fixierung erfolgt durch Unterdruck auf einer porösen keramischen Platte
  • Nullpunkt-Spannsysteme zur flexiblen, schnellen und äußerst präzisen Umrüsten von Werkstücken, Spannmitteln oder Vorrichtungen
  • Applikationsspezifische Spannsysteme

MESSTASTER

Präzisionstaster zur taktilen Bestimmung der Fokuslage und automatischer Fokuslagenzustellung

  • Messbereich >12mm,
  • Auflösung <3µm

Softwareseitiger Bestandteil des Tool-Center-Point Managements zum Einfachen Wechsel zwischen verschiedenen Werkzeugpositionen Optional: 3D-Messtaster

Rund-SCHalttisch

System bestehend aus

  • Schwingförderer mit Sortiertopf zur lagerichtigen Ausbringung
  • Füllstandsüberwachung
  • Rundschalttisch mit Qualitätskontrolle (Aussortierung von niO-Teilen)
  • Fördersystem
  • SPS-Steuerung

Rolle-zu-rolle-Bearbeitung

Rolle-zu-Rolle Zuführsysteme für die Produktion von z.B. flexiblen Leiterplatten in Kombination mit Linearachssystemen

  • 150mm – 500 mm Substratbreiten
  • Materialien: Kupfer, Polyamid, Polyimide, Dicken 25µm - 1000µm.
  • Bahnkantensteuerung
  • Vakuumklemmung
  • Ionisatoren

Roboter-Beladung

Integration von kollaborierenden Robotern in oder an die Maschine zur flexiblen Bauteilbearbeitung z.B. im Batchprozess zur automatisierten Fertigung

  • Haltekraft bis 3kg
  • Unterschiedliche Fixierungsmöglichkeiten u.a. mechanisch, elektromagnetisch, pneumatisch
  • Einfache bedienbarkeit
  • Flexible Anpassung an Änderungen des Produktionsumfeldes

DREH-SCHWENKEINHEIT

Dreh-Schwenkeinheit zur Positionierung von zylindrischen oder 3D-Bauteilen unter dem Bearbeitungskopf. Kundenspezifische Ausführungen sind möglich, z.B. einfache Drehachse zur Bearbeitung von Zylindern oder Dreh-Schwenkeinheit für die vollständige Freiheit der 3D-Positonierung.

POWERMETER

Regelung der Laserleistung über integrierten Leistungsmesskopf auf Werkstückebene für UKP-Laserstrahlung der Wellenlängen IR+ VIS und bis zu einer mittleren Laserleistung von 350 W
Iterative Regelung der Leistung eines Lasersystems auf einen Sollwert basierend auf den Messwerten eines Leistungsmesskopfes. Systemparameter abhängig von der verwendeten Laserstrahlquelle.

TOPOGRAPHIEMODUL

Maschinenintegrierte Messtechnik zur Vermessung von Bauteilen im Anschluss an die Bearbeitung direkt in der Maschine

  • Punkt- und Linienvermessung (TM-R1) oder
  • Vermessung von Oberflächen (TM-R2)
  • Axiale Auflösung <100 nm

TM-R2: Flächenerfassendes 3D-Topografiemessgerät montiert auf zusätzlicher, eigener Z-Achse mit 100 mm Verfahrweg

  • Stitching-Funktion
  • Arbeitsabstand ca. 4,5 mm
  • Laterale Auflösung <2µm
  • Bildfeld ca. 850µm x 650µm

Die gemessenen Daten können in der Software PhotonicsSurfaces ausgewertet werden. Die Software PhotonicSurfaces ermöglicht das exportieren der Messdaten im ASCII-Format (Punktwolkenformat).

Condition Monitoring

Das Condition Monitoring System (CMS) besteht aus verschiedenen Sensoren und Aktoren, die Maschinenzustände überwachen und regeln können.

Das Leistungsspektrum des CMS umfasst:

  • Überwachung und Regelung der mittleren Laserleistung mit Leistungsmesskopf
  • Aktive Strahllagestabilisierung
  • Überwachung der Umgebungs- und Aufstellbedingungen wie Temperatur, Schwingungen
  • Messung der Spotgeometrie bei großen mittleren Leistungen

Mit der Software PhotonicAssist können die Daten visualisiert und verarbeitet werden.

KAMERA SYSTEME

Die Systemkamera CM-R2 erweitert den konventionellen Bearbeitungskopf um eine bildgebende Komponente zur Werkstückpositionierung und Qualitätskontrolle. Die schnelle und freihändige Positionierung des Werkstückes wird durch den integrierten Laserpointer möglich. Dieser markiert für den Bediener gut sichtbar die aktuelle Position des Kamerabildes auf der Werkstückoberfläche. Gleichzeitig kann der Laserpointer gezielt eine monochromatische Bildauswertung unterstützen.

  • LED-Ringfeldbeleuchtung
  • Integrierter koaxialem Laserpointer,
  • Autofokusfunktion;
  • Erkennung der Position von einfachen Geometrien z.B. Kreis, Kreuz, Passmarken im Kamerabild über Softwarefeatures
  • Softwareroutine zur Vermessung von Abständen und Kreisdurchmessern

STRAHLLAGESTABILISIERUNG

Iterative Regelung der Strahllage auf einen Sollwert zur Kompensation des Drifts der Strahllage einer Laserstrahlquelle. Die Messung der Strahllage erfolgt durch zwei in den Strahlengang integrierte Kamerasysteme, die Manipulation der Strahllage durch zwei motorisierte Strahlumlenker. Die Auslösung der Regelung erfolgt z.B. durch den User oder einen Softwarebefehl

  • 2 mechanische Strahlumlenker (M5-Mounting, inkl. Posts und T-Nut-Adapter) mit je 2 Schrittmotoren (Hub >10mm, Auflösung 1.25µm); inkl. Spiegel-Substrat D1“
  • 2 Mechanische Strahlumlenker (M5-Mounting, inkl. Posts und T-Nut-Adapter) mit je 1 Inline-Kamera (CMOS, 2 MPixel); inkl. Spiegel-Substrat D30mm
  • Schrittmotor-Controller, 19“-Rack; zur Ansteuerung der Schrittmotor-Aktuatoren
  • Softwaremodul zur Ausgabe der Kameradaten und Steuerung der Schrittmotoren zur Strahllagestabilisierung.
  • API Schnittstelle zur Ausgabe von Kameradaten und ausgewählten Messdaten

Photonic Vectors (CAM-Software)

Für die Vorbereitung von Maschinen- und Vektordaten (CAM-Daten) für die 2.5D Laserbearbeitung verwendet Pulsar Photonics die eigene leistungsfähige CAM-Lösung PhotonicVectors. Die Software mit grafischer Oberfläche erlaubt das Einladen von Volumenmodellen, die im Anschluss prozessgerecht in Schichten, Scanvektoren und Achszustellungen zerlegt werden können. Als Resultat erhält der Anwender ein fertiges Jobfile, dass direkt in die Maschinensoftware PhotonicElements eingeladen und dort ausgeführt werden kann. Neben einer Vielzahl von Grundeinstellungen zur 2.5D-Laser-  Strukturierung sind u.a. nachfolgenden Funktionen für ihre Anwendung geeignet:

  • Slicing: Zerlegung des Volumenmodells in einzelne Lagen. Eingabe der Lagenanzahl, in die ein Abtragvolumen in z-Richtung zerlegt werden soll
  • Hatching: Schraffierung jeder Lage mit Scanvektoren. Eingabe der Schraffur, mit der eine Lage ausgefüllt werden soll; u.a. Schraffurabstand, -richtung, Randomisierung, etc.
  • Contouring: Randschnitte mit Parallelversatz zur Außenkontur. Eingabe der Randschnitt, mit der die Außenkontur ausgearbeitet werden soll; u.a. Abstand, Anzahl und Position
  • Tiling/Stitching: Automatische Aufteilung der Zielgeometrie in Bearbeitungsfelder variabler Größe. Randomisierung der Bearbeitungsfelder zur Qualitätsoptimierung bei der Mehrlagen-Bearbeitung.
  • Intelligent Tracking: automatische (Neu-)Sortierung der Scanvektoren zur Reduzierung der Sprungzeiten.

Weitere Informationen

Photonic Elements (Maschinensteuerung)

  • Modular aufgebautes System zur Ansteuerung unterschiedlicher Hardwarekomponenten wie
    • Maschinenachsen, Scansysteme, Laser
    • Sensoren und Aktoren
    • Vision Systeme, Messtechnik
    • SPS, Sicherheitssysteme, EA-Schnittstellen
  • Jobeditor mit Scripting (C#, Visual Basic) zur Erstellung eigener Prozessabläufe und komplexer Bearbeitungsprogramme
  • Integriertes CAD-Modul zum Erstellen von Modellen u.a.
    • Geometrien
    • Schriften, laufende Nummern
    • Barcodes
  • Integrierte Mess- und Regelungstechnik
    • zur Bauteileinmessung
    • Passmarkenerkennung
    • automatischer Scanfeldkalibrierung
    • Laser-Leistungsregelung
  • Sensor-Grid mit Datenbank-Anbindung zur Auswertung und Visualisierung von Daten
  • Datenstreaming zur Ausführung großer Jobdateien
  • Betriebsdatenerfassung
  • Systemsteuerung
    • Benutzerlevel
    • Logging
    • Software-Update Funktion
    • Fernwartung

Weitere Informationen

NAnosekunden-Laser (100W)

Industrietauglicher Kurzpuls-Faserlaser mit bis zu 100 Watt mittlerer Leistung (IR)

  • verfügbare Wellenlängen: IR
  • Repetitionsrate, Pulsdauer und Strahlqualität abhängig vom gewählten Hersteller

UKP-Laser (20-50W)

Industrietauglicher Ultrakurzpulslaser mit bis zu 50Watt mittlerer Leistung (IR)

  • mittlere Leistung: typ. 20-50IR
  • Pulsenergien: bis 2mJ
  • verfügbare Wellenlängen: VIS, IR
  • Pulsdauerbereich: >10 Pikosekunden
  • maschinenintegrierte Laserüberwachung
  • spezialisierte Sicherheitsausstattung
  • Repetitionsrate, Pulsdauer und Strahlqualität abhängig vom gewählten Hersteller

UKP-Laser (100W)

Industrietauglicher Ultrakurzpulslaser mit bis zu 100 Watt mittlerer Leistung (IR)

  • mittlere Leistung: typ. 100W IR
  • Pulsenergien: bis 2mJ
  • verfügbare Wellenlängen: UV, VIS, IR
  • Pulsdauerbereich: 300 Femtosekunden bis 15 Pikosekunden
  • maschinenintegrierte Laserüberwachung
  • spezialisierte Sicherheitsausstattung
  • Repetitionsrate, Pulsdauer und Strahlqualität abhängig vom gewählten Hersteller

UKP-Laserstrahlquellen haben in den letzten Jahren eine enorme Skalierung der mittleren Laserleistung erfahren. Im Forschungsumfeld sind hier schon Strahlquellen mit mehr als 1.000W verfügbar. Tatsächlich stellt die Integration dieser Strahlquellen die Integratoren vor zahlreiche Herausforderungen für einen sicheren Betrieb, optische Qualität, Verfügbarkeit, Ansteuerung und peripherer Ausrüstung der Maschine. Pulsar Photonics hat jahrelange Erfahrung in der Leistungsskalierung von Prozessen, notwendigen Systemtechnik und Qualifizierung von UKP-Strahlquellen oberhalb von 100W und dazu Maschinen für namenhafte Laserinstitute entwickelt.

CW/QCW-Faserlaser

Industrietauglicher Faserlaser mit bis zu 3 kW mittlerer Leistung (IR)

  • verfügbare Wellenlängen: IR
  • Pulsdauer: CW (continous wave), QCW (µs-ms)
  • Repetitionsrate, Pulsdauer und Strahlqualität abhängig vom gewählten Hersteller

UKP-Laser (20W)

Industrietauglicher Ultrakurzpulslaser mit bis zu 20 Watt mittlerer Leistung (IR)

  • verfügbare Wellenlängen: UV, VIS, IR
  • Repetitionsrate, Pulsdauer und Strahlqualität abhängig vom gewählten Hersteller
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