Filtri
cris logo
-
Novo iskanje Filtri
Izberi iz seznama
Prikazano od Prikaži več
Dosegli ste najvišje možno število prikazanih rezultatov iskanja.
Prikazani so vsi rezultati
Za izvedeno iskanje ni na voljo rezultatov
Prikazano od
Dosegli ste najvišje možno število prikazanih rezultatov iskanja.
Prikazani so vsi rezultati
Nalaganje rezultatov
Pridobivanje statističnih podatkov

Projekti / Programi vir: ARIS

VISOKO PRILAGODLJIVI VLAKENSKI LASERJI VELIKIH MOČI ZA UPORABO V INDUSTRIJI

Uredi
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.10.02  Tehnika  Proizvodne tehnologije in sistemi  Izdelovalna tehnologija 

Koda Veda Področje
T165  Tehnološke vede  Laserska tehnologija 

Koda Veda Področje
2.03  Tehniške in tehnološke vede  Mehanika 
Ključne besede
laserski izvori, vlakenski laserji, uporaba laserjev
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Vrednotenje bibliografskih kazalcev raziskovalne uspešnosti po metodologiji ARIS
Citiranost Citiranost bibliografskih zapisov v COBIB.SI, ki so povezani z zapisi citatnih baz
vir: WoS vir: Scopus vir: COBISS
Raziskovalci (38)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  32091  dr. Vid Agrež  Tehnološko usmerjena fizika  Vodja  2017 - 2020  87 
2.  11905  dr. Aleš Babnik  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2020  103 
3.  20863  dr. Tomaž Berlec  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2018  351 
4.  18327  dr. Drago Bračun  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2018  237 
5.  06765  dr. Peter Butala  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2018  577 
6.  38760  dr. Luka Černe  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2019 - 2020  19 
7.  04107  dr. Janez Diaci  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2020  363 
8.  29224  dr. Peter Gregorčič  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2019  263 
9.  03551  dr. Janez Grum  Proizvodne tehnologije in sistemi  Upokojeni raziskovalec  2017 - 2020  2.269 
10.  21238  dr. Matija Jezeršek  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2020  375 
11.  32339  dr. Blaž Kavčič  Fizika  Raziskovalec  2019 - 2020  33 
12.  20441  dr. Damjan Klobčar  Konstruiranje  Raziskovalec  2017 - 2018  565 
13.  14537  dr. Hubert Kosler  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2020  43 
14.  05571  dr. Janez Kušar  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2018  623 
15.  37513  dr. Žiga Lokar  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2019 - 2020  37 
16.  36738  dr. Peter Lukan  Filozofija  Raziskovalec  2017 - 2020  17 
17.  37988  dr. Bor Mojškerc  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2018  28 
18.  37953  dr. Jaka Mur  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2020  52 
19.  32338  dr. Vid Novak  Računalniško intenzivne metode in aplikacije  Raziskovalec  2017 - 2019  13 
20.  34413  dr. Urban Pavlovčič  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2017 - 2019  51 
21.  36404  dr. Luca Petan  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2018  12 
22.  35427  dr. Jaka Petelin  Fizika  Raziskovalec  2019 - 2020  54 
23.  15646  dr. Rok Petkovšek  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2020  273 
24.  39916  Luka Pirnat  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017  8 
25.  12752  dr. Boštjan Podobnik  Fizika  Raziskovalec  2017 - 2020  62 
26.  17059  dr. Primož Podržaj  Sistemi in kibernetika  Raziskovalec  2017 - 2018  201 
27.  25463  dr. Tomaž Požar  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2020  146 
28.  36247  Alenka Rogelj Ritonja    Tehnični sodelavec  2018 - 2019  0 
29.  32082  dr. Luka Selak  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2018  50 
30.  31562  dr. Samo Simončič  Sistemi in kibernetika  Raziskovalec  2017 - 2018  31 
31.  31251  dr. Janez Sušnik  Električne naprave  Raziskovalec  2017 - 2018  16 
32.  35440  Marko Šajn  Proizvodne tehnologije in sistemi  Tehnični sodelavec  2017 - 2020  5 
33.  33467  dr. Gašper Škulj  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2018  52 
34.  13026  dr. Roman Šturm  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2018  329 
35.  02045  dr. Janez Tušek  Konstruiranje  Raziskovalec  2017  1.116 
36.  35728  Anja Vrhovec    Tehnični sodelavec  2017  0 
37.  24863  Aljoša Zupanc  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2020  0 
38.  30568  dr. Sebastjan Žagar  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2017 - 2018  45 
Organizacije (4)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0782  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo  Ljubljana  1627031  29.223 
2.  1011  YASKAWA SLOVENIJA d.o.o., podjetje za trženje, projektiranje ter gradnjo industrijskih fleksibilnih sistemov  Ribnica  5386306  43 
3.  2103  LUMENTUM d.o.o. Optična vlakna  Ljubljana  1628836  43 
4.  7741  LPKF LASER & ELECTRONICS d.o.o.  Naklo  5711096  314 
Povzetek
Zaradi usmeritve proizvodnih tehnologij v masovno proizvodnjo po meri narejenih maloserijskih izdelkov se pojavlja potreba po natančnih in visoko prilagodljivih obdelovalnih sistemih. Za takšne procese potrebujemo laserske obdelovalne sisteme, ki bodo omogočali hiter (velika moč!) in natančen prostorski in časovni vnos energije do obdelovanca. Sodobni laserski viri velikih moči sicer večinoma zelo dobro ustrezajo zahtevi po natančnem prostorskem vnosu, ne pa tudi glede časovnega vnosa, še posebej v primeru velikih hitrosti obdelav, ki so značilne za masovno proizvodnjo. Takšni sistemi praviloma ne dopuščajo zelo hitre spremembe parametrov laserskega snopa (izhodna moč, frekvenca ponavljanja, dolžina bliskov), zato je posledično težko doseči zahtevo po natančnem časovnem vnosu energije. Raziskave, opravljene v okviru predlaganega projekta, bodo usmerjene v raziskave in razvoj dveh povsem novih tipov laserskih virov. Nova vira temeljita na izvirni zasnovi, ki omogoča visoko prilagodljivost izhodnih parametrov laserskega snopa:   Visoko prilagodljiv vlakenski laser za makro obdelave in za uporabo v adaptivnih laserskih obdelovalnih sistemih z izhodnimi močmi preko 1 kW. Laser bo lahko deloval v kontinuirnem načinu, kvazi-kontinuirnem načinu z visoko frekvenco modulacije preko 100 kHz in v bliskovnem načinu z možnostjo generiranja poljubnih zaporedij laserskih bliskov z veliko energijo in veliko vršno močjo, s čimer bo možno doseči natančen vnos energije do obdelovancev. Visoko prilagodljiv vlakenski laser za mikro-obdelave s popolnoma poljubno dolžino laserskega bliska (na območju 10 ns do 1 s) in s frekvenco ponavljanja v zelo širokem območju (od 1 Hz do 100 MHz) ter povprečno močjo v območju več 100 W. Osnovan bo na MOPA konfiguraciji s posebno krmiljenim vzbujevalnim virom z dvema polarizacijama. Takšen sistem bo omogočal mikro-obdelave največjih hitrosti (preko 1000 m/s).   Visoko prilagodljiv laser velikih moči bo deloval na principu vlakenskega laserja, dopiranega z iterbijem, s preklopom ojačenja. Do nedavnega je veljalo, da tako velikih povprečnih in vršnih moči s takim tipom laserja na enostaven način (z eno-stopenjskim sistemom) ni možno doseči. Raziskovalci predlagane projektne skupine so že pokazali, da takšen tip laserjev kljub svoji enostavnosti omogoča številne prednosti glede na klasično zasnovane vlakenske in trdninske laserje. Pokazali so, da takšni laserji izkazujejo izredno stabilnost izhodne moči, ne glede na repeticijo izhodih bliskov, prav tako so demonstrirali rekordne vršne (približno 2 kW) in povprečne moči (približno 40 W), ki do sedaj še niso bile presežene. Za doseganje povprečnih moči v območju 1 kW pa bo potrebno popolnoma na novo raziskati in razviti takšen tip laserjev. Osnovni koncept temelji na spremenjenem temperaturnem režimu delovanja vlakenskega laserja, ki bo omogočil doseganje bistveno večjih energij posameznih laserskih bliskov in omogočil učinkovito delovanje tudi v kontinuiranem načinu. Za uspešno izvedbo je ključna izvirna tehnologija, ki jo obvladuje partnersko podjetje Optacore. Gre za poseben postopek izdelave aktivnih optičnih vlaken, ki omogoča delovanje vlakna pri zelo visokih temperaturah (preko 300°C ). Klasična aktivna optična vlakna sicer lahko delujejo do največ približno 100°C. Celotna projektna skupina ima obsežno znanje in izkušnje s področja raziskav novih laserskih virov in tudi mikro ter makro obdelav, pri čemer gre v obeh primerih tako za raziskovalce iz akademske sfere kot raziskovalce iz industrije. To dejstvo omogoča organizacijo projekta na način, da bodo raziskovalci, ki bodo delovali na samih raziskavah laserskih virov tesno sodelovali z raziskovalci, ki bodo delovali na področju testiranj uporabe laserjev. Tako bo možno neposredno pridobiti povratne informacije glede želenih in optimalnih parametrov laserskih virov in s tem močno povečati učinkovitost raziskav.
Pomen za razvoj znanosti
V okviru projekta bodo opravljene raziskave in razvoj prenosnih kontinuiranih in kvazikontinuiranih laserskih virov velikih izhodnih moči ter potencialnih aplikacij, povezanih z njimi. Ključne novosti na strokovnem in znanstvenem področju bodo naslednje: Raziskave in razvoj na področju novih tipov aktivnih optičnih vlaken, ki omogoča visoko-temperaturno delovanje laserja, kar bi predvidoma predstavljalo preboj na področju. Pomemben doprinos z znanstvenega vidika bo v tem, da bodo raziskave usmerjene v prilagajanje preseka za stimulirano emisijo, spreminjanje oblike emisijskega spektra iterbija, nadzor tvorjenja barvnih centrov in fotopotemnenja na osnovi temperaturne kontrole aktivnega vlakna. Preko eksperimentalne postavitve inovativnega tipa vlakenskega laserja za adaptivne obdelovalne procese, ki lahko hkrati deluje tako v kontinuiranem načinu z močjo 1 kW in več, kvazikontinuiranem načinu s frekvenco modulacije okoli 100 kHz ter pulznem načinu z visoko vršno močjo v razredu 10 kW bodo raziskani novi načini obdelovalnih postopkov, ki jih bo tak tip laserja omogočal (oplastenje, varjenje, rezanje in utrjevanje).  V sklopu zgoraj navedenega laserskega vira bo raziskan nov način pulznega črpanja vlakenskih laserjev velikih moči za makro obdelave z namenom doseganja zaporedij bliskov s pomočjo preklopa ojačenja. Pri tem bo raziskana možnost temperaturne kontrole laserja s preklopom ojačenja kot dodatnega parametra za nastavljanje laserskega bliska.  Z uporabo omenjenih pristopov pričakujemo, da bomo dosegli do sedaj še ne dosežene vrednosti tako kar se tiče vršne moči (pribl. 10 kW ) kot tudi povprečne moči (več 100 W) v tem načinu delovanja vlakenskih laserjev za primer enostavnega enostopenjskega sistema. Izdelan bo nov tip kvazikontinuiranega vlakenskega laserja velikih moči (več 100 W), z majhnimi amplitudami prehodnih nihanji pri hitrem preklapljanju moči, z visokim kontrastom in brez optičnih modulatorjev, optimiran za mikroobdelave. Projektna skupina bo v okviru delovnega sklopa 7 poskrbela za ustrezno širitev novih rezultatov preko objav v člankih, s sodelovanjem na znanstvenih konferencah in gostovanjem raziskovalcev s sorodnih delovnih področij iz držav članic EU.
Pomen za razvoj Slovenije
Tako rezultati raziskav laserskih virov, kot tudi drugi novi znanstveni in tehnološki rezultati, ki bodo nastali med izvajanjem projekta, bodo omogočili sodelujočim organizacijam uvajanje številnih tehnoloških novosti v njihove programe. Posebej velja izpostaviti prilagodljivost in kompaktnost laserskega vira, kar bo pripomoglo k konkurenčnosti obdelovalnih sistemov (pomembno za slovenske proizvajalce laserskih obdelovanih sistemov kot npr: LPKF, Yaskawa, Fotona,… ). Ker bodo rešitve osnovane na novih elektronskih krmilnikih in optičnih vlaknih, je pričakovati izjemno visoke energijske izkoristke tovrstnih laserjev. To bo znaten prispevek k zmanjševanju porabe energije laserskih obdelovalnih sistemov, kar bo potencialno zmanjšalo obremenitev okolja. Na osnovi rezultatov projekta načrtuje podjetje LPKF razširitev svojega proizvodnega programa na laserske vire visokih moči, zasnovane na tehnologiji optičnih vlaken. Podjetje bo tako lahko okrepilo svojo prisotnost na izredno perspektivnem področju industrijskih mikro-obdelav. Za takšne aplikacije bodo še posebej zanimivi laserski viri s poljubno frekvenco repeticije in širine izhodnega bliska. Takšni tipi laserjev bodo omogočili delovanje z visoko izhodno močjo, ki bo izrednega pomena za prihodnje generacije laserskih sistemov na tem področju, kjer bodo zaradi visokih hitrostih procesiranja (več 100 m/s) potrebne tako visoke poprečne moči, kot tudi velika hitrost repeticije. Podjetje Optacore je trenutno že zelo uveljavljeno kot proizvajalec opreme za izdelavo pasivnih optičnih vlaken. V prihodnje se želi uveljaviti tudi na hitro razvijajočem se področju aktivnih optičnih vlaken za velike moči, ki zahtevajo nekatera specifične znanja in opremo, ki je že na voljo pri prijavitelju projekta UL FS. Podjetje Optacore pričakuje, da bosta razvoj in izdelava aktivnih optičnih vlaken za vlakenske laserje velikih moči, ki omogočajo visoko-temperaturno delovanje, predstavljala odlično referenco za njihovo opremo za izdelavo optičnih vlaken. To bi jim v prihodnje omogočilo prodor na povsem nova tržišča, kjer do sedaj še niso bili prisotni in s tem izboljšalo njihove možnosti na svetovnem trgu. Za podjetje Yaskawa bo še posebej zanimiv vlakenski laser visokih moči, ki deluje v kontinuirnem in kvazikontinuirnem načinu in bo razvit v okviru projekta. Njegove lastnosti v primerjavi s konkurenčnimi tržno dostopnimi izvori bodo bistveno boljše predvsem zaradi manjših dimenzij, modularne sestave in velike prilagodljivosti parametrov laserja. To predstavlja pomembno tržno prednost pri robotiziranih laserskih obdelavah, kot sta lasersko varjenje in rezanje, ki predstavljajo pomemben del usmeritve podjetja.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Vmesno poročilo, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Zaključno poročilo
Zahtevana je potrditev
Zgodovina ogledov
Priljubljeno