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Häufige Fragen zu Lesern

Wie ist ein Laser zu wählen?

Die Antwort auf diese Frage ist nicht immer so einfach, wie sich der Kunde wünscht. Bei Entscheidung, was für einen Laser zu wählen, muss man einige grundlegende praktische Sachen erwägen:

1) In was für eine Distanz braucht man scheinzuwerfen.
2) Unter welchen Lichtbedingungen wird sich der Arbeitsplatz befinden.
3) Was für Material soll belichtet werden.
4) Klimatische Arbeitsplatzbedingungen.
5) Zugängliche Quellen von Versorgungsspannung und deren Entfernung zum Laser.
6) Erforderliche Laserstrahlqualität, z.B. Linienwinkel oder Liniendicke.
7) Betriebsart des Lasers und dessen Lebensdauer.
8) Laserstrahlform und Laserstrahlstruktur.
9) Arbeitssicherheit

1) In was für eine Distanz braucht man scheinzuwerfen.

Bei Auswahl von einem geeigneten Laser ist es praktisch das wichtigste zu wissen, was für eine maximale Laserausleuchtung brauchen wir. Für einige Zentimeter oder Dezimeter genügt es gewöhnlich 5mW Laser in beliebiger Farbenausführung. Es ist praktisch egal, ob er Holz, Stein oder normales Eisenstück belichtet. Der Strahl ist auch bei Tageslicht zu sehen. Falls derselbe Laser und dasselbe Material in einer Werkstätte, Halle oder in einem anderen Raum angebracht, wo kein direktes (oder reflektiertes Licht) Sonnenlicht aufs Material scheint, wird die Linie auch bis zu 5 m sichtbar.

2) Unter welchen Lichtbedingungen wird sich der Arbeitsplatz befinden.

Wie wir schon unter Punkt 1) erwähnt haben, spielt das Licht auf Arbeitsplatz eine Schlüsselrolle dabei, wie gut der Laser sichtbar ist. Es handelt sich hierbei um einen subjektiven und variablen Vorgang. Selten jemand wird kreuz und quer durch den Arbeitsplatz mit Beleuchtungsmesser laufen, um Arbeitsplatzbeleuchtung zu ermitteln. Erfahrungsgemäß kann man sagen, dass bei normaler Arbeitsplatzbeleuchtung, wo die Sonne nicht scheint, ist der Linienlaser von bis zu 5mW bis zur Distanz von 5 m einsatzfähig.
 
Alles hängt davon ab, was für ein Wetter und wie gut die Bedienung „sieht“. Wir treffen uns auch damit, dass die Kunden uns im Winter bei bedecktem Himmel sagen, es würde ihnen auch nur ein schwächerer Laser ausreichen. Und umgekehrt, im Sommer auch das Zweifache ist noch nicht genügend. Die einzige gleich bleibende  Umgebung stellt derjenige raum dar, wo es keine Beleuchtung aus Außen gibt, und lediglich künstliche Lichtquellen den Raum beleuchten.

Man braucht nicht zu fürchten. Es bedeutet nicht, Sie wählen zwischen Zustand „es ist zu sehen und es ist nicht zu sehen“. Die Linie ist an so einem Arbeitsplatz immer zu sehen. Nur, je nach dem Wetter, mehr oder weniger. Dieses Problem erscheint am meisten am Ende der Distanz von 5 m langer Linie, soweit der Laser entlang aufs Material leuchtet. Also von einem Ende auf das andere Ende. Es ist zu erwägen, wie oft Sie die perfekten Sichtverhältnisse am Ende der 5m langen Distanz brauchen….

3) Die Stoffsorte zu belichten

Materialart zu beleuchten spielt auch eine wichtige Rolle in Bezug auf Strahlsichtbarkeit. Glatte Fichtenbretter, weißes Papier oder matte reibungsfreie Materialien belichtet man am besten. Materialien wie rauhaarige Holzbretter, Geweben, schwarzer Blech, Gummi und Stoffsorten mit kleiner Reflexionsfähigkeit sind schwieriger zu beleuchten/belichten. Man braucht die Leistung um etwa 25% - 50% erhöhen. Am schlimmsten sind glänzende Stoffe, wie z.B. chromierte Oberflächen, polierter rostfreier Stahl… Hier muss man auch um 100% höhere Leistung benutzen, und zwar für dieselbe Distanz, die Stoffe in erster Gruppe aufweisen. Bei solchen Materialien empfehle ich, im Falle der Belichtung von mehr als 1m, einen grünen Laser. Menschliches Auge unterscheidet die Linie auf so einem Material besser, als es der Fall bei rotem Laser ist.  

4) Klimatische Arbeitsplatzbedingungen

Laserdiode gehört unter diejenigen Halbleiterteile, die auf Temperatur empfindlich sind. Billige geläufige Dioden widerstehen der Temperatur von -10°C bis + 35°C. Die besseren Dioden von  -15°C bis +45°C. Sehr hochwertige, jedoch auch mehr teure Dioden, halten auch Temperaturen - 20°C bis +80°C durch. In unseren Klimabedingungen sind meistens die „etwas besseren“ genügend, also  -15°C bis +45°C.

Eine wichtige Rolle, was die Widerstandsfähigkeit betrifft, spielt auch Anbringung von Laser. D.h. ob er draußen situiert ist oder in geschlossenem Raum, wo es jedoch im Winter nicht friert und im Sommerzeit ist er nicht mit Sonne durch und durch über Blechüberdachung ausgeheizt. Die beste für Laser ist die sog. Zimmertemperatur im Bereich zwischen 18°C bis 22°C.

In allen technischen Blättern (falls nicht direkt anders angegeben ist) bei uns und auch Weltweit beziehen sich auf die Temperatur der Diode. Das bedeutet z.B. bei uns, dass beim Laser mit Belastungsfähigkeit +45 °C ist die reale Temperatur, die durch Kunde selbst gemessen werden kann, etwa + 42 °C. Hierbei handelt es sich schon um einen Notstand! Das Erreichen von so einer Temperatur hat schnelle Degradation  der Diode zur Folge und dessen Abflauen. Es ist geeignet, diesen Zustand mit Hilfe von Kühlern, oder mit einer anderer geeigneten Regulierung der Außentemperatur,  vorzubeugen, Siehe Abs. 7 und die Lebensdauertabelle.

Bei unseren roten Lasern der Klasse bis zu 5mW (gilt für Versionen von 12V bis zu 24V AC/DC, bei Version mit Umformer auf 6V bis 30V AC/DC das Problem mit Überheizung fällt praktisch ab) ist eine Notstandstromsicherung eingebaut, die Laserleistung reduziert, und zwar bis zum Augenblick, wo der Laser auf niedrigere Temperatur abgekühlt ist. Wir machen darauf aufmerksam, dass es sich um Notzustand handelt und die Wiederholung von diesem Sachverhalt hat sicher Beschädigung der Laserdiode zur Folge. Ebenfalls Laserbetrieb im Zustand, wo der Strahl schwach ist und der Laser für die Dauer von Zehner der Minuten aufgeheizt ist, ebenfalls Beschädigung der Laserdiode verursacht. Für so eine Beschädigung kann man nirgendwo Weltweit keine Garantie leisten.

Ähnliche Situation erfolgt auch beim Einschalten von Laser, der überkühlt auf Temperaturen unter – 15 °C ist. Infolge eines Kurzschluss kann der Laser sofort verbrennen.

Alle unsere Industrielaser vertragen gut Wasser, Schnee, Staub, Wind, Erschütterungen und kleinere Vibrierungen. Die Laser erfüllen min. Schutzart von IP65 und mehr.

 

5) Zugängliche Quellen von Versorgungsspannung und deren Entfernung zum Laser.

Vordem Sie einen Laser bestellen, überprüfen Sie die Versorgungsmöglichkeiten auf Ihrem Arbeitsplatz. Wir produzieren Laser bis zu 10mW Leistung für 3VDC=; 5VDC= (auch für USB); 12V AC/DC; 24V AC/DC; und universal mit DC/DC Umformer für 6-30V AC/DC. Leistungsfähige Laser über 16 mW können mit Versorgungsspannung von 9V bis zu 24 V DC oder 9V bis 17V AC gespeist werden.

Ermitteln Sie auch was für eine Kabellänge brauchen Sie. Normalerweise produzieren wir die Kabellängen von 3m, 6m und 10m. Im Bedarfsfall erzeugen wir für Sie auch Laser mit einer beliebigen Kabellänge bis zum 100 m, und zwar für einen annehmbaren Preis.

In die Industriebranche empfehlen wir immer Modelle mit innerlicher Stabilisierung, mit Schutz gegen Polwechsel und gegen Überhitzung. Für 12V oder 24V AC/DC, am besten jedoch mit einem DC/DC Umformer für 6-30V AC/DC. Modelle für  3VDC= und für 5VDC= sind eher für die Laboratorien u. drgl. geeignet

Wir können Ihnen ebenfalls geeignete Stromversorgungsadapters für konkrete Modelle zuliefern, die nötigen Anpassungskonnektore schließen wir Ihnen direkt an, oder legen wir hinzu, Ihrem Wunsch gemäß. An Stellen, wo es nicht möglich ist, Netzquellen zu verwenden, helfen wir Ihnen mit unserer Batteriequelle, die über wasserdichten Ausschalter verfügt.

6). Erforderliche Laserstrahlqualität, z.B. Linienwinkel oder Liniendicke

Ihrem Wunschgemäß können wir den Laserstrahl auf verschiedene Weisen fokussieren. Wir können den Laser so fokussieren, dass in gewünschter Distanz die Linie/=Strich oder Punkt so möglich dünn, klein ist. Die meisten Laser werden bei uns mit einem Abstrahlungswinkel von 70° hergestellt. Es ist deswegen so, dass das Verhältnis zwischen Winkel und auf die Fläche (die den „Strich“ bildet) einfallendem Licht optimalster ist. Es ist geeignet für die meisten, von unseren Kunden erforderten, Applikationen. Wir werden Ihnen kostenlos den Abstrahlungswinkel von gewöhnlichen 70° auf 35°, 45°, 85°, 110°, oder auch auf extreme 130° regeln. Wir können Ihnen auch die verschiedensten nichttraditionellen Lichtformen anbieten, wie Kreuz, Terz, verschiedene Raster und andere Formen.

Warum sich nicht hinter einem großen Strahlungswinkel nachjagen.

Immer ist es besser eine geeignete Stelle zur Laserbefestigung finden, als für jeden Preis Laser mit einem großen Strahlungswinkel erfordern.
Der Grund dafür besteht in „Gausov-Verteilung“ von Laserlichtleistung beim Einsatz zylindrischer Optik. In der Mitte ist die Linie/=Strich das heiterste, in Richtung Peripherie wird sie schwächer. Je größer der Strahlungswinkel ist, desto weniger sind die Ränder sichtbar. Siehe Bild zum Thema Leistungsverteilung von Laser bei verschiedenen Strahlungswinkeln. Jedoch starke Vorteile zylindrischer Optik bestehen in einem glatten Strahl, ohne zackige Strukturen, die andere optische Elemente generieren (siehe Bild 8 im Absatz).

Hier finden Sie eine einfache Orientierungshilfe zwecks Definierung vom Strahlungswinkel, den Sie brauchen. Verweis auf eine ausführliche Tabelle finden Sie am Ende dieser Kapitel.

Winkel alfa - Höhe – länge vom  Strich a
45° - 1m - 82cm
70° - 1m - 140cm
80° - 1m - 167cm
110° - 1m - 285cm
115° - 1m - 313cm

Beim Entlangleuchten ist es möglich, mit einem kleineren Winkel eine längere Distanz umzufassen (die Länge vom Strich/=Linie a)

Winkel a lfa - Höhe – Länge vom Strich a 
45°  - 1m - 100cm
50°  - 1m - 119cm
60°  - 1m - 173cm
70°  - 1m - 274cm
80°  - 1m - 567cm

Beim Entlangleuchten ist es bei Laserplatzierung kurz vor der zu beleuchtenden Fläche (Z = 20 cm) möglich, mit einem kleineren Winkel eine noch größere Distanz umzufassen (die Länge vom strich a).

Winkel alfa - Höhe – Länge vom Strich a 
45°  - 1m - 129cm
50°  - 1m - 162cm
60°  - 1m - 273cm
70°  - 1m - 623cm

If you are lazy to calculate all of that, here is a synoptic table for you:

Tabellen von BelichtungsdeieckTabellen von Belichtungsdeieck

7) Laserbetriebsart, Lebensdauer

7) Laserbetriebsart, Lebensdauer

In zugefügtem Graph ist die Abhängigkeit von Lebensdauer an der Temperatur der Diode anschaulich dargestellt. Verstehen Sie es bitte nur als orientierend. Es handelt sich nicht nur um eine bloße direkte Laborausgabe, es geht auch um unsere praktische Erfahrung.

Fast alle rote Laser sind für einen Dauerbetrieb bestimmt. Die geeignetsten sind aber die Laser mit DC/DC Umformer auf 6-30V AC/DC, da diese sich nur wenig durch eigenes Betrieb erwärmen. Bei Modellen, wo es nicht so funktioniert, ist es in Technischen Spezifikationen angegeben. 

Ungeachtet dessen jeder Laser hat eine bestimmte Stundenzahl, währen der er fungieren sollte, bis die Laserdiode total kaputtgeht. Meistens handelt es sich hier um mehr als 5 000 Stunden der Lebensdauer bei Temperaturen um 20 °C. Häufiges Ein- und Ausschalten spielt bei Lasern gar keine Rolle, es schadet in Bezug auf Lebensdauer nicht. Wir empfehlen also, Laser abzuschalten, soweit Sie nicht leuchtend brauchen. Sie werden somit Gebrauchsdauer von Lasern beträchtlich verlängern, weil er wegen Wärme nicht so viel abgenutzt wird.

Man kann Laser zu einer Kerze vergleichen. Man kann die Kerze auch  1 000 mal anzünden, jedoch falls die Kerze brennt, dann kann man damit nichts machen, sie vermindert sich. 

8) Laserstrahlform und Laserstrahlstruktur

8) Laserstrahlform und Laserstrahlstruktur

Die häufigste Form ist Punkt oder Strich/=Linie mit Hilfe von zylindrischer Optik, bei billigeren Ausführungen von Wellrohroptik. Jemand erfordert ein Kreuz, das aus Wellrohroptik oder Beugungsoptik erreicht werden kann. Anhand der Beugungsoptik kann auch eine Menge von weiteren Formen hergestellt werden. Man kann von verschiedenen Formen, Reihenanzahl, Rasterdichte oder von verschiedenen  Größen und Punkteanzahl wählen. Diese speziellen Laser erstellen wir für Sie nach Konsultation und Besprechung Ihrer Anforderungen. Man kann sie nicht von heute auf morgen bestellen und Lieferzeit beträgt 14 Tage als ein Minimum. Weiter muss man auch die Tatsache erwägen, dass der Preis von so einem Stück von Optik kann dieselbe sein, wie der für zwei oder drei standardmäßige Industrielaser ist. Es lohnt sich diese optische Elemente erst bei größeren Serien, über 10 Stck., einzukaufen.

Strahlformen die gegen Bestellung gemacht werden können

9) Arbeitssicherheit

9) Arbeitssicherheit

In Bezug auf Arbeitssicherheit werden die Laser in Klassen geteilt. Jede Klasse hat ihre Laserstrahlungs- limits und genau spezifizierten Risikos für Arbeit mit konkreter Laserklasse. In unserem Angebot finden sie vor allem diese Klassen: 1M, 2, 2M, 3R, 3B.

Es ist in Betracht zu nehmen, dass die Risikos in Norm IEC 60825-1 sind genau für Punktlaser spezifiziert. Bei Punktgröße von 1 mm2 (Durchmesser ist also 1,128 mm bei runder Strahlquerschnitt). Bei Verwendung der Optik, z.B. für einen Strich, senkt mit zunehmender Entfernung die auf die Fläche einfallende Leistung. Somit senkt auch Risiko von Augenbeschädigung.
 
Vereinfachte Sicherheitsbeispiel:
Klasse 3R beträgt max. 5mW, und zwar in sichtbarem Spektrum bei einem Punktlaser (mit Fläche 1 mm2). Die Schutzmittel braucht man hier nicht, es schützt Sie Lidschlagreflex von einem gesunden Menschen. Dieser Reflex erlaubt nicht die Überschreitung des Auftreffenergiewertes auf Netzhaut von 0,25mJ/mm2 / 0,25 s. Es genügt auch Kopfablenkung, weg vom Laserstrahl.

Wir brauchen aber einen stärkeren Laser von 100mW anzuwenden, der ist in der Klasse 3B, soweit es sich um Punktlaser handelt, wir brauchen aber mit Linienlaser zu arbeiten. Erwägen wir theoretisch, dass der Strich 1 mm dick ist, dann mit Dividieren der Strichlänge und der Leistung ermitteln wir eine annähernde (*) Leistung, die auf Fläche 1mm2 einfällt. Falls also der Strich/=Linie 100 mm lang und 1 mm breit ist, dann fällt auf 1 mm2 etwa nur 1mW (100mm / 100mW = 1mW/mm2). Sicherheitshalber multiplizieren wir noch 2x siehe (*). Ergebnis heißt also 2mW/mm2 bei Strich/=Linienlänge                               10cm! Das ist ca. 5 cm von der Laseroptik entfernt, bei 90° Strahlungswinkel. Mit dem Risiko sind wir also tief in der Klasse 3R und nicht weit von der Klasse 2M (Klasse 2M = max. 1mW). Reales Risiko droht also nur bei einem Blick in Laser von extrem kleiner Entfernung, in Distanz vom Auge nur ein paar cm.

Auf keinen Fall empfähle ich jedoch nicht, das Risiko zu unterschätzen. Ich möchte Sie nur darauf aufmerksam machen, dass das Risiko sehr beschränkt und real nur unter bestimmten Bedingungen ist. Es ist offensichtlich, dass ein größeres Risiko als der belehrte Arbeiter stellen die Kinder und Leute unter Drogeneinfluss dar, die auch im Stande sind, darum zu bewerben, „wer es länger erträgt…“.   


(*) – „Annähern“ deswegen, dass die Leistung ungleichmäßig verteilt ist, und zwar laut Gausus-Kurve (siehe Punkt 6). Also am Rande des Striches/=der Linie ist weniger Licht als in der Mitte. Deshalb ist also besser, das Ergebnis wenigstens mit 2 zu multiplizieren, um Sicherheitsreserve zu bekommen.

In beigefügter Tabelle finden Sie ausführliche Spezifikationsaufgliederung von einzelnen Klassen.

ES Konformitätserklärung

ES KonformitätserklärungFür sämtliche unsere Laser ist selbstverständlich CE-Konformitätserklärung ausgestellt. Bestandteil von jedem Manual zu unseren Lasern ist eine Bestätigung bezüglich Ausgabe von so einer Erklärung. Auf Wunsch fertigen wir direkt eine Kopie der Konformitätserklärung für jeden Kunden aus.

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