Gli esperti di laser della Technical University Wien (TU Wien) di Vienna hanno collaborato con Civan Lasers, con sede a Gerusalemme, per simulare la sua dirompente tecnologia laser a raggio dinamico. Essendo il primo e unico software di simulazione multifisica in grado di modellare le frequenze a livello di megahertz dei DBL (Dynamic Beam Laser) di Civan, il lavoro migliora la comprensione di come questi laser beam-shaping influenzino il controllo della dinamica del buco della serratura e del melt-pool.
“La capacità di sagomatura del raggio del laser di Civan apre nuove possibilità per aumentare la qualità e la velocità della saldatura in molte delle applicazioni difficili di oggi”, ha affermato Andreas Otto, professore presso l’Istituto di ingegneria della produzione e tecnologie fotoniche, TU Wien. “Si tratta di uno sviluppo davvero significativo che plasmerà il futuro della tecnologia di lavorazione dei materiali laser e aprirà persino lo sviluppo di applicazioni completamente nuove”.
Fornendo una visione unica dell’effetto di ciascuna forma e frequenza del raggio sulla dinamica del buco della serratura e del bagno di fusione, questo strumento di simulazione svolgerà un ruolo fondamentale nello sviluppo del processo, contribuendo a ottimizzare la forma e la frequenza del raggio per una varietà di applicazioni di lavorazione dei materiali laser. Le simulazioni attuali si sono concentrate sulla saldatura di testa di tubi in acciaio inossidabile con uno spazio vuoto.
La futura collaborazione riguarderà altre applicazioni di saldatura, perforazione e trattamento superficiale che coinvolgono una varietà di materiali. La saldatura di un tubo in acciaio inossidabile in una configurazione con giunto di testa è stata particolarmente impegnativa. La precisione finita nei fronti dei tubi tagliati e le limitazioni del sistema di bloccaggio hanno prodotto un piccolo spazio vuoto (da decine di micron a poche centinaia di micron). Questo processo di saldatura, che si basava su sorgenti laser statiche standard, non utilizzava materiale di riempimento e il risultato era uno spazio vuoto sulla linea di contatto e cordoni di saldatura di bassa qualità.
Per trovare una soluzione, Civan ha sperimentato il suo DBL e poi ha collaborato con TU Wien per simulare il processo. Il risultato è stata una migliore comprensione del motivo per cui alcune forme funzionano meglio di altre. La simulazione ha anche aiutato nella progettazione di forme di travi alternative che potrebbero funzionare per questo problema e ha portato allo sviluppo di linee guida generali su come progettare forme di travi adatte a tali situazioni.
La combinazione di raggi coerenti brevettata da Civan modula la forma del raggio come desiderato a frequenze megahertz, senza parti mobili. La combinazione del raggio coerente phased-array ottico unisce molti raggi laser monomodali in un raggio più grande. Ogni laser emette la propria luce che si sovrappone ad altri raggi nel campo lontano per creare uno schema di diffrazione, che sblocca la flessibilità necessaria per manipolare la forma del raggio in tempo reale per creare un DBL. Utilizzando i modulatori di fase per controllare i singoli fasci, è possibile modificare il pattern di interferenza risultante per massimizzare la posizione del punto del raggio e produrre vari pattern di forma inscritti dal movimento del raggio.
