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Sehr schnell vorbeiziehende Metallteile mit Screenshot des Temperaturprofils

Highspeedpyrometer

Highspeed-Pyrometer der Serie METIS H3 messen Temperaturen um ein vielfaches schneller als Standardgeräte und erschließen damit spezielle Anwendungsbereiche wie z.B.:

  • Thermische Prozesskontrolle mit gleichzeitiger Laser-Leistungssteuerung
    • in der additiven Fertigung:
      • Pulverbettschweißen (SLM / SLS)
      • Laserauftragschweißen (LMD)
  • beim Laserlöten
  • beim Laserhärten
  • beim Laser-Kunststoffschweißen.
  • Zum Erstellen detaillierter Temperaturprofile von schnell vorbeiziehenden Teilen.

Unsere Highspeed­pyrometer zeichnen sich aus durch:

  • Kompakte Gehäuse, wahlweise mit Lichtleiter­objektiv oder integriertem PID-Regler zur direkten Stellgrößenausgabe.
  • Digitale Ein- und Ausgänge zur externen Gerätesteuerung sowie Ausgabe von Schaltsignalen bei Temperaturereignissen.
  • Einpunkt­abgleichfunktion für die schnelle Anpassung an die Prozess­temperatur.
  • Kommunikation über Schnittstellen­befehle möglich.

METIS-H3-Highspeedpyrometer sind verfügbar als:

  • Einfarbenpyrometer mit einer Erfassungszeit von < 20 µs für über 50.000 Messungen / s (50 kHz Messfrequenz).
  • Quotientenpyrometer mit einer Erfassungszeit von < 40 µs für über 25.000 Messungen / s (25 kHz Messfrequenz).

Typische Anwendung: Integration in Lasersysteme bzw. in Laser-Bearbeitungsoptiken

Bei Laserprozessen wie der additiven Fertigung, dem Laserlöten, Laserhärten oder Laser-Kunststoffschweißen kann ein in die Laseroptik integriertes Pyrometer die Temperatur der Schmelze an der Bauteiloberfläche überwachen. Damit werden dem Laserroboter in Echtzeit Temperaturdaten geliefert, mit der die Laserleistung so geregelt wird, dass immer die benötigte Solltemperatur am Bauteil eingehalten wird.

Beispiel additive Fertigung

Bei der additiven Fertigung ist die Temperaturüberwachung und -regelung mit Pyrometern die wichtigste Voraussetzung für eine gleichmäßige Materialbeschichtung.

Erste Schichten einer additiv gefertigten Schaufel zeigen eine ungleichmäßige Materialbeschichtung

Mit konstanter Laser­leistung ergeben sich unkonstante Oberflächen­­temperaturen, die eine ungleichmäßige Material­beschichtung verursachen können.

Software-Screenshot, der eine ungleichmäßige Materialtemperatur zeigt, wenn eine konstante Laserausgangsleistung verwendet wird
Erste Schichten einer additiv gefertigten Schaufel zeigen eine gleichmäßige Materialbeschichtung

Wird die Oberflächen­temperatur kontinu­ierlich überwacht, kann die Laser­ausgangs­leistung genauso kontinuierlich mitgeregelt werden und erfüllt damit eine wichtige Voraussetzung für gleichmäßige Materialbeschichtungen.

Software-Screenshot, der eine ungleichmäßige Materialtemperatur zeigt, wenn eine konstante Laserausgangsleistung verwendet wird

Typische Anwendung: Laserhärten

Temperaturgeregeltes Laserhärten erzeugt perfekte Härteergebnisse durch geeignete Temperaturregelung. Auch bei angehaltenem Laser, unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder Zunder.
Nach Entfernen der Oxidschicht sind keine Anschmelzungen zu erkennen.

Temperaturgeregeltes Laserhärten ermöglicht selbst bei unterschiedlichen Oberflächenbedingungen wie Gewindebohrungen mit dünnen oder scharfen Kanten gleichbleibende Ergebnisse ohne Abbrand.

Grafik, die die Möglichkeiten der externen oder eingekoppelten Pyrometerobjektivmontage zeigt

Messmethoden / Pyrometer-Einkopplung

Das Pyrometer kann neben dem Bearbeitungslaser montiert auf die erhitzte Messstelle ausgerichtet werden oder in den Laserkopf mit eingekoppelt werden, die Messung erfolgt dann immer an der gleichen Stelle, an der sich der Laser befindet.

Eingekoppelte Systeme bieten die Vorteile:

  • Abgeschlossenes System ohne Objektivverschmutzung.
  • On-Axis-­Ein­kopplungen sind auch in Laserköpfe mit Spiegel- und Rotationsscannern möglich.
  • Die Messung von komplexen Werkstückgeometrien mit Anpassung der Laserleistung nahezu in Echtzeit bietet eine professionelle Alternative zur konventionellen thermischen Prozesskontrolle mit Thermovisionskameras, die lediglich die nachträgliche Qualitätsüberprüfung ermöglichen, aber nicht aktiv in den Laser-Regel-Prozess eingreifen.

pdf-Icon Unsere pdf-Broschüre „Highspeed-Pyrometer zur Laserleistungsreglung“ gibt einen Überblick über das System, Geräte und die Möglichkeiten.

Wir empfehlen immer eine persönliche Vorab-Beratung, bevor Sie sich für ein Gerät entscheiden.