De volgende generatie tools voor procesmonitoring bij laserbewerkingen

Verschillende factoren zoals machines, werkstukken en omgevingsomstandigheden beïnvloeden het laserproces. Zelfs de kleinste parameterafwijkingen kunnen ertoe leiden dat het lassen van het onderdeel niet meer binnen het toegestane tolerantiebereik valt. Proces­bewaking is daarom een belangrijk onderdeel van de kwaliteitsborging. Met de 4D.TWO en de 4D.watcher heb je maximale controle over het laserproces. Deze complementaire producten van 4D Photonics GmbH zetten samen een nieuwe standaard in procesmonitoring voor laserapplicaties. Abicor Binzel staat in voor de verdeling in de Benelux.

Bij elke individuele lasertoepassing ontstaat door de interactie van het laserlicht met het materiaal een karakteristieke processtraling. Veranderingen in deze optische straling geven de voortgang van het proces aan. Afwijkingen en fouten in het proces worden automatisch doorgegeven aan de systeembesturing via gedefinieerde waarschuwingsdrempels die zijn aangepast aan de specifieke toepassing. Defecte onderdelen kunnen vervolgens worden uitgesorteerd en indien mogelijk worden nabewerkt. Typische toepassingen zijn laserbewerkingen zoals lassen, cladden, snijden, ablatie, 3D-printing, warmtebehandeling, laserbonding … Traditionele systemen voor procesmonitoring werken vaak met breedbandfotodiodes. Deze bestaan al meer dan dertig jaar, maar hebben nadelen:

• moeilijk af te stemmen op specifieke materialen of lasprocessen;
• hoge kans op valse meldingen of gemiste fouten;
• ingewikkelde installatie en herkalibratie bij proceswijzigingen;
• beperkte flexibiliteit, waardoor bedrijven systemen soms uitzetten. Dat leidt tot verlies van investering en productiviteit.

Kortom, oude systemen gaven onvoldoende vertrouwen en werden in de praktijk vaak niet gebruikt zoals bedoeld.

Wat maakt de 4D.TWO en 4D.watcher anders?

De 4D.TWO-multispectrale sensor en 4D.watcher-software bieden echter nieuwe mogelijkheden. 4D.TWO is een compacte multisensorbron die meer dan 42 verschillende meetkanalen combineert en tot één miljoen samples per seconde levert. Het apparaat registreert zichtbaar licht (VIS), nabij-infrarood (NIR), terugreflectie, beweging (negenassige tracker) maar ook akoestische emissies, temperatuur, luchtvochtigheid, druk, evenals sensortechnologie van derden. Uniek is het gebruik van Lossless Technology. Door twee tegengestelde integrators gaat geen enkel signaal verloren, waardoor het systeem kleine afwijkingen kan detecteren zonder enorme hoeveelheden data te genereren. Dit maakt de sensor geschikt voor snelle processen, zoals hogesnelheidslassen (> 1 m/s). 4D.watcher is de hardware- en softwareomgeving die de data van 4D.TWO verwerkt, reduceert en inzichtelijk maakt. 

Belangrijke softwarefuncties zijn:

• live raw signals: directe vergelijking met PLC-signalen;
• evaluation channels: samenvoegen van meerdere kanalen om storingen en fouttypen beter te classificeren;
• teach-in process: met één klik nieuwe referenties instellen; het systeem geeft zelf vertrouwensniveaus aan;
• traceability: korte termijn in lokale database; lange termijn via IT-serveropslag;
• fault detection: gevoelige foutherkenning met minder valse alarmen.

Voordelen voor de gebruiker

• realtime kwaliteitscontrole: voorkomt foutieve producten in de keten;
• hogere detectiebetrouwbaarheid en minder pseudo-fouten;
• snelle classificatie van storingen en rootcauseanalyse;
• flexibele integratie met diverse lasersystemen en optieken;
• bij defect is vervanging binnen dertig minuten mogelijk, wat stilstand minimaliseert;
• eenvoudige bediening en snelle omstelling tussen applicaties door softwarematige configuratie;
• flexibel en adaptief: eenvoudig bij te stellen bij veranderende processen;
• kostenefficiënt: minder afkeur, minder nabehandeling, en minder datakosten.

Conclusie

De combinatie 4D.TWO en 4D.watcher van 4D Photonics is een grote sprong vooruit voor inline procesmonitoring in lasertoepassingen en biedt een schaalbare, gebruiksvriendelijke en uiterst gevoelige oplossing. De combinatie van brede sensordekking, intelligente dataverwerking en snelle aanpassing verlaagt stilstand, verbetert productkwaliteit en vergemakkelijkt traceerbaarheid. Voor bedrijven in sectoren zoals automotive, aerospace en medische technologie betekent dit hogere kwaliteit, minder uitval en lagere kosten. Neem contact op met Binzel Benelux voor meer informatie.    

Mogelijkheden van 4D.TWO en 4D.watcher in een notendop

• 42+ datakanalen (selectief inzetbaar, niet allemaal nodig);
• spectrale aanpak: fijnmazige verdeling van het lichtspectrum in plaats van brede golflengtebanden;
• evaluatietiekanalen (‘Evalchannels’): kanalen samenvoegen om specifieke fouttypes beter te herkennen;
• gebruiksvriendelijke software: slechts zeven menu’s, intuïtief te bedienen;
• databeheersing: keuze om grote hoeveelheden ruwe data óf compacte evaluatiegegevens op te slaan (belangrijk in verband met de kosten van langdurige datastorage);
• flexibele inzetbaarheid: geschikt voor uiteenlopende toepassingen en materialen, van microlassen tot grote constructies.