Highspeedpyrometer

Pyrometermodelle Metis H3 mit integriertem Objektiv und in Lichtleiterausführung.

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.
Erstellen detaillierter Temperaturprofile von schnell vorbeiziehenden Teilen.

Highspeed-Pyrometer sind in 2 Messmethoden verfügbar:

Strahlungspyrometer

Einfarbenpyrometer mit einer Erfassungszeit von < 20 µs für über 50.000 Messungen / s (50 kHz Messfrequenz) werden hauptsächlich für Messungen und zur Laser-Leistungssteuerung beim Kunststoffschweißen eingesetzt.

H318: 120…800°C, 1,8 µm, 40 µs

Messbereiche	120–520°C 180–800°C
Spektralbereich	1,65–2,1 µm
Einstellzeit / Erfassungszeit	< 40 µs / < 20 µs
Kleinstes Messfeld	0,4 mm
Datenblatt (pdf)	Anleitung (Downloadbereich)

Quotientenpyrometer

Quotientenpyrometer mit einer Erfassungszeit von < 40 µs für über 25.000 Messungen / s (25 kHz Messfrequenz) werden bevorzugt für Messungen und zur Laser-Leistungssteuerung beim Laserhärten und Auftragsschweißen von Stählen verwendet.

H322: 350…3000°C, 1,6 µm, 80 µs

Messbereiche	350–800°C 400–1200°C 500–1300°C 550–1400°C 600–1600°C 700–2300°C 1000–2500°C 1300–3000°C *)
Spektralbereich	Kanal 1: 1,65–1,8 μm / Kanal 2: 1,45–1,65 μm *) Kanal 1: 1,64 μm / Kanal 2: 1,4 μm
Einstellzeit / Erfassungszeit	< 80 µs / < 40 µs
Kleinstes Messfeld	0,8 mm
Datenblatt (pdf)	Anleitung (Downloadbereich)

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Ausstattungsmerkmale

Extrem kompakte Geräte für Temperaturmessung und gleichzeitige PID-Reglung.
Analoge und digitale Ein- und Ausgänge zur direkten Stellgrößenausgabe, externen Gerätesteuerung sowie Schaltsignalen bei Temperaturereignissen.
Software SensorTools zum einfachen Einrichten der Parameter sowie zur Messwertaufzeichnung und visuellen Darstellung.
Eingebaute Nachkalibrierfunktion für einfachen Temperaturabgleich vor Ort.
Völlig autarke Arbeitsweise über Steuerbefehle von vorhandenen Anlagen.
Einfache Integration an Lasersysteme (in Laser-Bearbeitungsoptiken) bzw. in bestehende Anlagenkonzepte.

Typische Anwendungsbeispiele

Für viele Laser-Prozesse in der additiven Fertigung oder beim Laserlöten, Laserhärten oder Laser-Kunststoffschweißen kann mit Highspeedpyrometern eine geregelte Ist-Temperatur mit kleinsten Abweichungen zur Soll-Temperatur erzeugt werden. Damit ergeben sich völlig neue Möglichkeiten der Prozessfensterfindung.

Additive Fertigung

Erste Schichten einer additiv gefertigten Schaufel zeigen eine gleichmäßige Materialbeschichtung.

Die Temperaturregelung bei der additiven Fertigung ist eine wichtige Voraussetzung für eine gleichmäßige Materialbeschichtung bei Richtungsänderungen.

Software-Screenshot, der eine gleichmäßige Materialtemperatur zeigt und die dafür vorgegebene Laserausgangsleistung.

Die Temperaturregelung mit Pyrometern liefert hervorragende Ergebnisse bei der additiven Fertigung.

Erste Schichten einer additiv gefertigten Schaufel zeigen eine ungleichmäßige Materialbeschichtung.

Die konstante Laserleistung ohne Regelung mit Pyrometern kann insbesondere bei Richtungsänderungen eine ungleichmäßige Materialbeschichtung verursachen.

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

Die konstante Leistungsabgabe des Lasers verursacht eine ungleichmäßige Temperatur.

Laserhärten (Video)

Temperaturgeregeltes Laser-Härten erzeugt perfekte Härteergebnisse durch geeignete Temperaturregelung. Auch bei angehaltenem Laser, unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder Zunder.

Nach Entfernen der Oxidschicht sind keine Anschmelzungen zu erkennen.

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

Messmethoden / Pyrometer-Einkopplung

Externe Montage
Eingekoppelte Montage
Eingekoppelt mit Scanner

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.