Philips VCSEL lasertechnologie wint Europese internationale laser award

Philips VCSEL

Philips Photonics heeft de Innovation Award Laser Technology 2016 gewonnen. De Duitse dochter van Philips wint deze internationale prijs met de VCSEL array technologie, een nieuw laserconcept dat nieuwe mogelijkheden biedt voor industriële toepassingen waarbij lokale warmte nodig is. De eerste concrete toepassing is al gerealiseerd en Philips werkt met andere bedrijven aan nog meer toepassingen. De technologie is wellicht ook inzetbaar voor 3D printen.

 

Miniscule lasers openen nieuwe perspectieven voor laserbewerken van materialen

Armand Pruijmboom, directeur van Philips Photonics Aachen, legt het nieuwe laserconcept uit door een vergelijking te maken met mieren. “Eén mier is slechts een klein beetje. Maar een heel mierennest reageert als een groot dier.” En dat is precies wat VCSEL ook doet. De afkorting staat voor vertical cavity surface emitting laser. Kleine, verticale lasers van elk enkele micrometers groot die in de telecomindustrie gebruikt worden in datacenter omdat je ze met een frequentie van 25 gHz kunt schakelen en ze heel weinig energie verbruiken. Ook in de lasermuis die menig PC gebruiker hanteert, zitten deze kleine lasers, die elk afzonderlijk een vermogen van 1 tot 10 milliwatt leveren.

 

Armand Pruijmboom (midden, handen in de lucht stekend) met zijn team bij de prijsuitreiking.

Armand Pruijmboom (midden, handen in de lucht stekend) met zijn team bij de prijsuitreiking.

 

600 lasers op 1 vierkante mm

Samen met de onderzoekers van het Fraunhofer ILT heeft Philips Photonic deze VCSEL technologie geschikt gemaakt voor toepassingen waarbij warmtebehandeling centraal staat. Daarvoor plaatst men op een vierkante mm tot 600 van deze lasers samen. En zo bouwt men naar believen units die uiteindelijk voor een hoog laservermogen zorgen. Per vierkante mm kunnen dat meerdere watts zijn, momenteel maximaal 100W (infraroodlicht). Doordat de lasers elkaar overlappen, ontstaat er een zeer homogeen stralingsbeeld zonder dat er optische elementen voor nodig zijn. Dat maakt deze lasertechnologie niet alleen goedkoop, maar ook breed inzetbaar omdat de complete units heel compact blijven. Tijdens het AKL16 toonde Philips een unit met een vermogen van 4,8 kW, zo compact dat je deze makkelijk in een hand houdt. Philips Photonics stelt de units samen op basis van standaardmodules. Via FEM analyse wordt de laser precies samengesteld voor de toepassing. In de voorgeprogrammeerde warmtezones kan het vermogen binnen enkele milliseconden van 0 tot 100% worden geregeld.

 

Philips VCSEL

Deze VCSEL unit bevat 12 warmtezones die afzonderlijk geschakeld kunnen worden en levert 4,8 kW uitgangsvermogen.

 

Overal waar warmte nodig is

Hoe groot deze technologie kan worden, weet Armand Pruijmboom niet. “In feite kun je dit inzetten voor alles wat nu op een andere manier verhit wordt. Van een gasgestookte oven voor het verwarmen van gelakte componenten, het lassen van kunststoffen tot en met in de meubelindustrie”, zegt Pruijmboom. In die laatste sector, de meubelindustrie, heeft Philips de eerste industriële toepassing gerealiseerd. Het Duitse bedrijf Ima Klessmann Wood Working gebruikt de laser van Philips voor het verwarmen van fineerband waarmee gezaagde meubelplaten aan de zaagkant worden afgewerkt. Door de kanten bij het verlijmen met de laser te verwarmen, kan men het fineer naadloos aanbrengen, iets dat tot nog toe met geen enkele andere technologie lukt.

 

De internationale innovatie award onderstreept het belang van deze ontwikkeling die Philips realiseert in lasertechnologie.

De internationale innovatie award onderstreept het belang van deze ontwikkeling die Philips realiseert in lasertechnologie.

Toepassingen

Armand Pruijmboom zegt dat Philips Photonics ondertussen met meerdere partijen in gesprek is om nieuwe toepassingen te ontwikkelen. Desgevraagd gaf hij toe dat hier ook een partij is waarmee onderzocht wordt hoe de VCSEL technologie toegepast kan worden in additive manufacturing. Als je voor het smelten van materiaal geen optische elementen in de laser nodig hebt, worden dergelijke 3D printsystemen niet alleen goedkoper en compacter, maar neemt ook de productiviteit toe. Pruijmboom kon vanwege NDA’s die afgesloten zijn echter verder niet ingaan op deze toepassing. “In zijn algemeenheid geldt wel dat elke toepassing waarin een scanner en een laser zitten, een zinvolle toepassing van ons systeem kan zijn.”

 

Initiatief van ELI en AKL

De uitreiking van de Award vond vorige week plaats, voorafgaand aan het lasercongres AKL 16 van het Fraunhofer ILT. De prijs is een initiatief van het European Laser Institute en de Arbeitskreis Lasertechnik en wordt elke twee jaar uitgereikt aan een persoon of een team dat met een baanbrekende innovatie op het gebied van lasertechnologie het gebruik van laserlicht voor materiaalbewerking in de industrie economisch inzetbaar maakt. Dit jaar waren er 15 inzendingen. De 2e prijs werd gewonnen door een team van Audi, dat remote laserlassen ontwikkeld heeft voor aluminium carosseriedelen. De 3e prijs ging naar Coherent Lasersystems voor UVblade. Met deze technologie kunnen flexibele displays veel goedkoper en met minder uitval geproduceerd worden dan tot nog toe mogelijk is.

 

FOTO: Deze pixel stuurbaar warmtemodule bevat 32 VCSEL arrays die afzonderlijk aangestuurd kunnen worden (Foto Philips)

 

 

 

Hier klikken
Authors

Gerelateerde artikelen

Top