Technologie & Funktionsweise des Polygonscanners
Grundlagen der Technik
Ein Polygonscanner nutzt einen schnell rotierenden Polygonspiegel, bei dem jede Facette als kleiner, planarer Spiegel fungiert. Durch die Rotation wird der Laserstrahl kontinuierlich in eine Richtung abgelenkt – im Wesentlichen über eine Linie im Bearbeitungsfeld. Dieser konstante Ablenkungsvorgang erzeugt hochpräzise Linien mit extrem hohen Geschwindigkeiten.
Kombination mit einem Galvospiegel
Für die zweidimensionale (2D) Abtastung kommt ein Galvospiegel zum Einsatz. Dieser verschiebt die Linie schrittweise (Slow-Achse), während die Polygonrolle den Schnellachsen-Scan übernimmt.
MOEWE-spezifische Innovationen
Doppelreflexions-Optik (Patent)
Das Besondere am MOEWE PM-System ist die patentierte Doppelreflexion: Der Laserstrahl wird zweimal reflektiert – das kompensiert Facettenfehler während der Rotation, reduziert optische Verzerrungen und minimiert Rückreflexionen.
Echtzeitkorrektur per FPGA
Ein 200 MHz FPGA überwacht und korrigiert Fertigungs-, Rotations- oder Positionsabweichungen in Echtzeit mithilfe von Zeitmarken. Dadurch wird die Präzision und Reproduzierbarkeit deutlich gesteigert.
Optische und mechanische Highlights
- Große freie Apertur bis zu 30 mm ermöglicht große Laserstrahlabmessungen und feine Spotgrößen (oft < 10 µm, je nach Optik/Laser).
- Sehr hohe Ablenkgeschwindigkeit: Polygonscanner erreichen deutlich höhere Geschwindigkeiten als Galvos – oft > 1.000 m/s. Mit passenden f-Theta-Objektiven (z. B. f = 420 mm) sind Ablenkraten bis 1.300 m/s möglich.
- Hohe Laserleistung: Die Systeme unterstützen Laserleistungen > 5 kW.
- Extrem hohe Reproduzierbarkeit bei hoher Geschwindigkeit, ideal besonders für Raster- und Flächenprozesse wie Mikrostrukturierung oder Reinigung.
Anwendungen & Vorteile im Überblick
| Vorteil | Beschreibung |
|---|---|
| Extrem hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit | Ideal für großflächige Bearbeitung, Raster-Scanning und schnelle Mikrostrukturierung. |
| Hohe Präzision | Doppelreflexion + FPGA-Korrektur gewährleisten exakte und wiederholbare Ergebnisse. |
| Hohes Leistungsvermögen | Unterstützt hohe Laserleistungen (> 5 kW), große Strahldurchmesser und kleine Spotgrößen. |
| Robust & prozessstabil | Mechanisch solide, geringer Verschleiß, optimiert für den industriellen Dauerbetrieb. |
Fazit
Der MOEWE Polygonscanner kombiniert höchste Bearbeitungsgeschwindigkeit mit Präzision und Robustheit. Die patentierte Doppelreflexion, die Echtzeit-FPGA-Korrektur sowie die große Apertur ermöglichen Bearbeitung bei höchster Leistung und Genauigkeit. Perfekt für industrielle Anwendungen mit sehr hohen Anforderungen an Produktivität und Qualität.
Abbildung © Hochschule Mittweida: Doppelpolygonrad und Galvanometerscanner mit modelliertem Laserstrahl zur zweidimensionalen Strahlablenkung.
