Narodowe Centrum Badań
i Rozwoju

   Tytuł projektu

Opracowanie technologii źródła laserowego wielodiodowego opartego na diodach o długościach fal z zakresu 350-550 nm, pozwalającej na modyfikację parametrów wiązki laserowej w celu  optymalizacji procesów cięcia, grawerowania i spiekania materiałów używanych w przemyśle

  Nazwa Beneficjenta/Beneficjentów

TOMORROW'S SYSTEM Sp. z o. o.

  Nazwa programu

Program Operacyjny Inteligentny Rozwój

  Konkurs

Szybka Ścieżka

  Wartość projektu

5 253 477,21 PLN

  Wartość dofinansowania

3 751 829,24 PLN

  Okres realizacji projektu

od 01.01.2021 r. do 31.07.2023 r.

Zobacz efekt naszej pracy

Jedno ze stanowisk laboratoryjnych służące do badań prototypów wysokiej mocy źródeł laserowych o długościach fali 405 nm oraz 450nm.

 

Różne sposoby doprowadzania wiązki do obrabianego materiału. Za pomocą galvo skanera, zakłądając ruchome źródło laserowe lub ruchomą soczewkę.

 

System grawerujący GLE-30-B. Kompaktowy system grawerujący o mocy 30W wykorzystujący niebieskie diody laserowe o długości fali 450nm.

 

System grawerujący GLE-50. Osiągający plamkę rzędu 100um przy 50W mocy optycznej dla długości fali 450nm.

Jaki problem rozwiązuje nasz projekt?

Nasz projekt rozwiązuje problem braku dostępności niebieskich laserów o średniej i dużej mocy do grawerowania. Tradycyjne lasery podczerwone, takie jak CO2, są nieskuteczne w pracy z niektórymi materiałami, na przykład z miedzią, która skutecznie odbija ich światło. Niebieski laser jest znacznie lepiej absorbowany przez wiele materiałów, co pozwala na jego wykorzystanie w technologii spiekania proszków, wycinania i grawerowania.

Ponadto, produkt opracowany w ramach naszego projektu umożliwia skupienie lasera do bardzo małej i symetrycznej plamki, co jest kluczowe dla osiągnięcia wysokiej gęstości mocy. W trakcie realizacji projektu zaobserwowano duże zapotrzebowanie na niebieskie lasery do odchwaszczania. Chociaż nasz produkt nie jest przeznaczony do pracy w trudnych warunkach agrotechnicznych, wspiera rozwój firm i startupów produkujących maszyny do odchwaszczania laserowego jako jednostka do przeprowadzania testów i udowodnienia koncepcji zastosowania niebieskich laserów w tym segmencie rynku. Jest to nowy rynek, który powstał w wyniku decyzji krajów Unii Europejskiej o konieczności ograniczenia stosowania pestycydów przy uprawach roślin.

Dodatkowym problemem, który rozwiązuje nasz projekt, jest oszczędność energetyczna. W porównaniu do szeroko stosowanych laserów CO2, na przykład do cięcia i grawerowania drewna, opracowany przez nas wysoko precyzyjny laser niebieski osiąga sprawność elektryczną rzędu 20%, podczas gdy lasery CO2 mają sprawność zaledwie około 6%.

Kto skorzysta z wyników projektu?

Z wyników projektu skorzystają przedsiębiorstwa pracujące z materiałami trudnymi do obróbki przy użyciu dostępnych technologii, takimi jak miedź i tytan. Niebieskie lasery, które powstaną w wyniku projektu, nie wymagają chłodzenia wodnego i są bardziej kompaktowe niż lasery CO2 czy YAG, co sprawia, że doskonale nadają się do urządzeń wymagających niewielkich rozmiarów.

Ponadto, z rezultatów projektu skorzystają firmy i startupy technologiczne na wczesnym etapie opracowywania rozwiązań związanych z odchwaszczaniem laserowym. Dzięki nowej technologii możliwe będzie prowadzenie badań i testów, które wcześniej były niemożliwe ze względu na brak dostępnych na rynku laserów niebieskich o mocy większej niż 30W.

Nowopowstała technologia umożliwi także uczelniom i placówkom badawczo-rozwojowym prowadzenie innowacyjnych badań, co przyczyni się do rozwoju nauki i przemysłu.

Co było dla nas największym wyzwaniem w realizacji projektu?

Podczas projektu największym wyzwaniem technicznym było zaprojektowanie i zbadanie stacji do przyklejania krótkoogniskowych soczewek typu FAC w celu kolimacji światła pochodzącego z diod laserowych. Precyzja zbudowanego układu jak się okazało wymagała precyzji pozycjonowania rzędu 200nm podczas gdy w na początku projektu zakładano, że pozycjonowanie z dokładnością rzędu 1 um będzie wystarczające. Niezależnym wyzwaniem była niecodzienna sytuacja i praca w czasie pandemii COVID 19 co bardzo wydłużało dostawy, dostępność ludzi a także utrudniało funkcjonowanie firmy na wielu płaszczyznach administracyjnych.