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Sistemi Laser Optec

SISTEMI LASER

Optec ha sviluppato diversi sistemi nel campo dei laser, lavorando con differenti tipi di Laser a seconda dei campi di applicazione.

Optec ha esperienza con qualunque sorgente laser, da 365 nm fino a 10.6µm.

I sistemi laser di alta potenza si dividono i quattro macro gruppi

  • Sistemi di saldatura (Welding)
  • Sistemi di taglio (Cutting)
  • Sistemi per trattamenti superficiali (Cladding)
  • Sistemi di saldatura fascio oscillante (Wobbling)

Optec produce inoltre sistemi a più bassa potenza per marcatura, Prototipazione 3D, allineamento, Difesa e Sicurezza , in particolare

  • Obiettivi F-Theta
  • Beam Expander
  • Collimatori
  • Specchi e prismi
  • Scanner
  • Obiettivi
  • Zoom

Optec progetta sistemi in grado di lavorare con potenze che vanno da pochi mWatt fino a 30Kwatts sviluppando, negli anni, coating dedicati per le proprie ottiche e per i propri specchi, in grado di minimizzare le perdite interne di potenza dovute all’alto numero di elementi ottici presenti. Nel sistema Welding, realizzato per Comau, dove all’interno abbiamo 9 elementi ottici e due specchi, la perdita di potenza totale è minore dello 5%!!!

Tutte le nostre ottiche sono progettate e testate per densità di potenza fino a 50W/mm2. Produciamo inoltre specchi e lenti in Quarzo, ZnSe, ZnS, ecc. nonché specchi in Berillio per applicazioni speciali.

Saldatura Laser (Welding) – Optec per COMAU

La saldatura laser, consente lavorazioni più veloci ed accurate rispetto alla tradizionale saldatura a punti. I sistemi di saldatura remota, in particolare, presentano vantaggi in termini di velocità di traslazione/spostamento e di problematiche relative al movimento della testa in funzione degli attrezzaggi necessari al bloccaggio dei componenti. Mentre una testa di focalizzazione convenzionale deve muoversi riposizionandosi ad ogni tratto si saldatura, la teconologia SmartLaser sviluppata da Optec per Comau, consente di operare da distanze elevate (>750mm) e spostare il punto di saldatura semplicemente modificando l’angolo di lavoro del fascio laser e la sua distanza focale.

Il sistema SmartLaser è costituito dall’integrazione di un modulo di focalizzazione e riposizionamento con un robot antropomorfo. La parte di focalizzazione è stata completamente sviluppata, progettata, prodotta e assemblata da Optec, è composta fondamentalmente da due parti, una di collimazione e una di focalizzazione che lavorando in simbiosi permettono di avere un spot di saldatura costante in un volume di lavoro di circa 350mm x 450mm x 270°.

La movimentazione delle ottiche avviene tramite motori lineari che arrivano fino a 8g di accelerazione, mentre la rotazione degli specchi e della testa è affidata a dei motori rotativi in grado di raggiungere velocità elevatissime, circa 1300°/s. Queste caratteristiche permettono al sistema di poter abbattere i tempi di saldatura di circa 7 volte rispetto agli altri sistemi in commercio.



Sistemi di Taglio (Cutting)

Nell’applicazione del taglio, la qualità dello spot è molto importante, in termini dimensionali e di aberrazione ottica, associato alla necessità di una variazione dello spot, per le innumerevoli applicazioni, sia in termini dimensionali sia in termini di posizione.

La testa ottica per taglio laser è, a tutti gli effetti, un’ottica zoom con fattore di ingrandimento 5X: e’ capace di variare lo spot da 80µm a 400 µm con fibra ottica di ingresso da 50µm di diametro, di variare la distanza di taglio con escursione di +/-10 mm dal pano focale nominale con qualità dello spot del tutto ragguardevole.

Si possono tagliare lamiere di qualsiasi materiale con spessori da 0,2mm fino a 20-25 mm!!! Tutte le variazioni sono ottenute tramite sistema di motorizzazione lineare (3 gruppi in movimento) con elevate prestazioni di velocità e mantenimento della posizione.
Sono disponibili diversi layout di tale ottica, rettilinea, a 90° e in configurazione e per taglio 3D.
Non è necessario sostituire alcune lente all’interno, come la concorrenza invece propone, ma solo impostando un valore desiderato di SPOT e Posizione via computer. Elevata efficacia e ottima qualità dello spot rendono il taglio preciso e veloce, con indiscussi vantaggi produttivi.
Analogamente sono disponibili teste ottiche a focale fissa per le applicazioni di taglio più semplici.

Sistemi per trattamenti superficiali (Cladding)

Sempre nelle applicazioni Laser, una derivazione della testa di taglio è stata la testa ottica per il "Cladding" ovvero il trattamento superficiale delle superficie metalliche.

La necessità di eseguire un trattamento superficiale (indurimento superficie, trattamenti nitrurazione, trattamento antiusura, etc ..) senza dover sollecitare termicamente tutto il pezzo meccanico, ma solo per intervenire sulla zona da trattare, ha portato allo sviluppo di queste teste ottiche con laser per intervenire termicamente in modo locale sul pezzo.
Le polveri vengono distribuite sul pezzo da specifici distribuiti installati solidalmente con la testa ottica (sono componenti standard disponibili sul mercato) e la testa laser è capace di variare la forma dello spot e le sue dimensioni per ogni specifica applicazione. Spot circolari, ellittici, rettangolari possono essere generati con potenza laser fino a 4 Kwatts!!!

La versatilità di questa tecnologia è dettata proprio dalla velocità di esecuzione, dal minor impatto sul resto del pezzo meccanico, da una riduzione di utilizzo polveri da depositare e.. non ultimo.. da una riduzione dell’energia consumata per il processo (non più forni termici, ma sorgente laser concentrata ).

Sistemi di saldatura con tecnologia Wobbling

La saldatura laser si sta diffondendo sempre di più nel mondo industriale grazie alla notevole produttività e qualità raggiungibili. Le sorgenti laser in fibra sono contraddistinte da qualità del fascio molto elevata, caratteristica che si traduce in un’elevata irradianza (W/mm2) disponibile sul materiale.

Durante la saldatura i difetti di accostamento dei particolari, anche se limitati a pochi decimi di millimetro, possono compromettere la qualità finale del pezzo saldato. Al fine di rendere industrializzabile il processo di saldatura, è fondamentale una buona tolleranza di accoppiamento, inoltre per ridurre i costi di preparazione delle lamiere, spesso si richiede che la geometria della sezione di saldatura sia sufficientemente larga da consentirlo.

Una soluzione che permette di allargare le dimensioni del giunto mantenendo alta l’irradianza è quella di mettere in oscillazione ad alta dinamica il fascio laser: tale tecnica è comunemente chiamata wobbling. Optec ha sviluppato una testa di saldatura in grado di mettere in rotazione il fascio laser, consentendo così di generare un tool di saldatura assialsimmetrico. La rotazione del fascio non richiede l’inversione di moto tipica di sistemi a oscillazione lineare, la cui messa a punto si rivela piuttosto complessa a causa delle accelerazioni a cui il sistema ottico è sottoposto.

La struttura della testa è costituita da un'ottica di collimazione e una di focalizzazione, più un modulo interposto tra le due parti, prodotto interamente da Optec.
Tale modulo, completamente indipendente e interfacciabile con qualsiasi ottica disponibile sul mercato, permette di trasformare una qualsiasi testa di saldatura in un sistema di saldatura wobbling.
Questo sistema vi permetterà di avere uno spot di saldatura di qualche millimetro, mantenendo l’alta radianza che avreste solamente con uno spot di qualche decina di micron.

Brevetto Depositato - N° WO2013/072817

Sistemi di saldatura con tecnologia Wobbling - spaccatoSistemi di saldatura con tecnologia Wobbling


Su Publitec Online un interessante articolo:Il wobbling circolare nella saldatura con laser in fibra