Overslaan en naar de inhoud gaan
Home > Projects > Optical beam shaping for high-productivity/high-quality laser-aided manufacturing (BEAMSHAPE)

Optical beam shaping for high-productivity/high-quality laser-aided manufacturing (BEAMSHAPE)

Uitdaging

Momenteel maakt men bij machinale bewerkingen met lasers gebruik van een circulaire straal met een Gaussische intensiteitsverdeling. Deze standaard straalvorm uitgezonden door krachtige laserbronnen beperkt de productiesnelheid en -resolutie omdat de energiedichtheid naar de rand van het cirkelvormige punt toe afneemt. Dit betekent dat:

  1. Er enige overlapping moet zijn bij het afdrukken van aangrenzende arceerlijnen.
  2. Heel scherpe hoeken niet gerealiseerd kunnen worden.

Om deze nadelen aan te pakken, onderzoeken we de statische en dynamische afstelling van de geometrie en intensiteitsverdeling van de straal. 

Projectdoelstellingen

De belangrijkste doelstelling van dit project is de ontwikkeling van een generieke methodologie voor het ontwerpen en implementeren van een dynamische laserstraalvormgeving in krachtige productieprocessen met lasers. Met deze methodologie willen we machinale bewerkingen met lasers versnellen en/of de kwaliteit/precisie van de resulterende onderdelen verbeteren.

Dit kunnen we realiseren door verschillende aspecten van de laserstraal in functie van de specifieke behoeften van het productieproces vorm te geven. Zo willen we in het bijzonder de vorm en grootte van het laserpunt en de intensiteitsverdeling van de straal optimaliseren. Vervolgens kunnen we dan de hieruit voortvloeiende voordelen vergelijken met de standaard circulaire straal met Gaussische intensiteitsverdeling zoals die in de huidige productie-installaties met lasers doorgaans gebruikt wordt.

Economische waarde

Serviceproviders van additieve productie en machinebouwers zullen veel baat hebben bij deze aanpak. Het gericht vormgeven van de straal stelt hen in staat om de straal op de specifieke behoeften van hun productieprocessen af te stellen. Zo zou een vierkante straal met een intensiteitsprofiel met afgevlakte top gebruikt kunnen worden om het bouwproces bij additieve productieprocessen te versnellen of mogelijkheden kunnen creëren in de richting van selectieve verwarming om de kwaliteit van de in 3D geprinte onderdelen (of het poederhergebruik) te verhogen.

Bovendien zou het realiseren van een eenvormig laserstraalintensiteitsprofiel kunnen leiden tot betere en/of snellere lasersnij-, laserhardings- of lasermarkeringsprocessen, wat op zijn beurt tot een hogere productkwaliteit zal leiden. Kortom, alle ondernemingen die gebruik maken van machinale bewerkingsprocessen met lasers kunnen baat hebben bij de ontwikkelde aanpak voor het gericht vormgeven van laserstralen.

Contact

De project manager is dr. Jürgen Van Erps.

Contact Jürgen

 

Project partners

 

Looptijd: 
1/04/2019 tot 31/03/2020