Technologieführerschaft: Grundlage für das Umsetzen von neuen Ideen in maßgeschneiderte, innovative Systemlösungen Stiftung-Industrieforschung,12. Mai 2009 Dr. Christoph Ullmann Laserline GmbH Mülheim-Kärlich Germany 1
Outline Diodenlasertechnologie Technische Herausforderungen Umsetzung der Technologieführerschaft in Markterfolge 2
Laserline Das Unternehmen Führend bei Hochleistungs- Diodenlaser für den industriellen Einsatz Produkte und Service Lasersysteme Applicationstests Aftersales Hauptsitz nahe Koblenz, Germany Niederlassung San Jose, CA, USA Vertriebsrepräsentant Tokyo, Japan Kontinuierliches Wachstum seit der Gründung in 1997 75 Mitarbeiter Weltweit installierte Basis: > 850 Laser 3
Geschichte der Deutschen Diodenlaser FhG-ILT 1991 Forschungsinstitut Heimann / Jenoptik 1993 Diodenbauteile Siemens / Osram Laserchips DILAS 1994 / Rofin Sinar 1997 Diodenbauteile Laserline 1997 Laserstrahlquellen Optotools 2001/ nlight 2008 Laserstrahlquellen Trumpf 2009 Laserstrahlquellen 4
Laserline Produkte Diodenlaser für die Materialbearbeitung Langlebiges Investionsgut Investitionskosten vergleichbar zu Werkzeugmaschinen 5
Vorteile von Diodenlasern Höchster elekt. Wirkungsgrad von allen Laserarten > 40 % Mobiles Lasersystem Hohe Verfügbarkeit > 99% Geringe Wartung Leichte Bedienung Exzellente Prozessstabilität 6
Komponenten eines Diodenlasers Wasser/Wasser Kühler, Netzteile, Subkomponenten Laser kopf Steuerungseinheit Bedieneinheit 7
Outline Diodenlasertechnologie Technische Herausforderungen Umsetzung der Technologieführerschaft in Markterfolge 8
Technische Herausforderungen Leistungssteigerung des Laserbarren Kühlung des Laserbarrens Strahlformung Opto-mechanisches Konzept Zusammenwirken aller Komponenten Definition von Kern Know-how Kooperationen 9
Laserline Kern-Know-how Optische Laseraufbauprinzipien Technologische Verständnis für Zulieferkomponenten Montagetechniken (Eigener Anlagenbau) Zusammenspiel der Subkomponenten 10
Basis für Technologieführerschaft Unternehmens Know-how Zulieferer- Know-how Kunden- Know-how Forschungs- Kooperationen 11
Zusammenarbeit mit Zulieferern Gemeinsame bilaterale Entwicklungen Entwicklungen in mehreren Stufen Langjährige vertrauensvolle Zusammenarbeit Regelmäßige Meetings Entwicklung auf Kostenziele 12
Beispiel Zulieferer: Laserbarren Leistungssteigerung von 10 auf 150 W Erhöhung der Lebensdauer von 10.000 auf 30.000 h Gemeinsame Langzeittests und Fehleranalysen 10 mm Zusammenarbeit mit den technologisch führenden Zulieferern 13
Forschungsverbünde BMBF geförderte Forschungsverbünde Ziel: Grundlagenentwicklung 2-5 industrielle Partner (Lieferanten, Kunden) Forschungsinstitute (FhG, Uni) Mehrjährige Zusammenarbeit Zusammenarbeit mit den technologisch führenden Instituten, Zulieferern und Kunden 14
Laserline Innovationgeschwindigkeit Verdopplung der Leistungsfähigkeit alle 2 Jahre Kontinuierliche Produktverbesserung Modulares Produktdesign Verbesserung einzelner Modulkomponenten 15
Strahlqualität vs. Laserleistung 12000 10000 Fiber Diameter 150 mm mrad 100 mm mrad Laser power [W] 8000 6000 4000 60 mm mrad 40 mm mrad 30 mm mrad 2000 0 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 16
Produkthistorie LDM 1000 W with 40 mm mrad LDM 400 W with 40 mm mrad DioScan Direct diode laser 6000 W Direct laser 1000 W LDF 6000 W with 100 mm mrad LDF 4000 W with 100 mm mrad LDF 4000 W with 40 mm mrad LDF 4000 W with 30 mm mrad LDF 4000 W with 150 mm mrad 1. Fiber-coupled diode laser LDF 500 W with 60 mm mrad 1997 2000 2003 2006 Year 2009 17
Outline Diodenlasertechnologie Technische Herausforderungen Umsetzung der Technologieführerschaft in Markterfolge 18
Laserapplikationen 1000 Strahlqualität [mm mrad] 100 10 10 100 1000 10000 Laserleistung [W] 19
Alternative Laserstrahlquellen 1000 1997 Strahlqualität [mm mrad] 2003 100 2009 10 10 100 1000 10000 Laserleistung [W] Festkörperlaser 20
Marktpenetration durch den Diodenlaser 1000 Strahlqualität [mm mrad] 100 Diodenlaseranwendung seit 1999 Diodenlaseranwendung seit 2002 Diodenlaseranwendung seit 2004 10 10 100 1000 10000 Laserleistung [W] Diodenlaseranwendung seit 2007 Neue Anwendung seit 2009 Diodenlaser haben Jahr für Jahr neue Anwendungen erschlossen 21
Hartlöten im Automobilbereich Laserleistung 2,5 6 kw Fokusgröße 2.2 4 mm Arbeitsabstand > 150 mm Hohe Anforderungen an das Aussehen der sichtbaren Naht Diodenlaser erfüllen diese Anforderung 22
Diodenlaser Löten bei Volkswagen Source: VW, EALA 2009 23
Laserlöten im Automobilbereich LDF Diode Laser Chiller Photos: FFT-EDAG 24
Technische Führerschaft Max. Laserleistung bei Diodenlasern Höchste Strahlqualität Höchste Zuverlässigkeit Benchmark-Preisführer 25
Zusammenfassung Laserline ist Technologieführer bei Diodenlasern für die Materialbearbeitung Basis für den Erfolg ist Kooperation mit technisch führenden Zulieferern Diodenlaser substituieren konventionelle Laser und eröffnen sich kontinuierlich neue Anwendungsfelder Innerhalb von 12 Jahren Technologieführerschaft in Marktführerschaft umgesetzt 26