Projekt Diodengepumpter Laser

... hier noch ein paar Details zu den 200Watt@976nm-Dioden von Rofin:

Von Unten sieht die Basisplatte so aus - die Kühlrippen zum Wasserkühlen sind gleich mit reingefräst:

Rofin-200W-Dioden Unten 1.jpg

Die beiden Kontakt-Schrauben für den Dioden Strom von bis zu 40A sind auch was spezielles - diese kleinen "Warzen" sind einzeln federgelagerte Kontakt-Pads!

Rofin-200W-Dioden Unten 2.jpg

Zuerst dachte ich, die seitlich verbaute Elektronik wäre ein Pilotlaser - nach dem Aufschrauben denke ich, daß das eher Photosensoren für Backreflexion (der rechts mit dem schrägen kleinen Loch in der Wandung) und für die Leistungsmessung (der "diffuse" gegenüber der Linse) sind:

Rofin-200W-Dioden BR-Sensor 1.jpg

Rofin-200W-Dioden BR-Sensor 2.jpg

Viktor

... bin gerade am konzipieren und Aufbauen eines 200Watt-Peltier-Kühlers mit 7 Peltier-Elementen in einem alten Faserlasergehäuse (die defekten/ausgeschlachteten IPG-Typen), weil ich mit den Wasserkülern im Sommer ohne zusätzliche "sub-ambient"-Kühlung nicht genug Wärme wegbekomme

Wieviel "Kühl-Leistung" schafft ihr so mit euren Wasserkühlern?

Viktor

... ich probiere es mal mit den 7 Peltiers und einem oder zwei Arduino(s) als Temperaturcontroller, um die Platte über den Peltiers an einem oder zwei Punkten gemessen, bei 15°C zu halten -- dann sollten die Dioden auf der Platte unter 20°C bleiben, aber noch keine Feuchtigkeit kondensieren.

Weil ich mehrere von den Leergehäusen habe, hab' ich mir heute in der Firma 3 Aluplatten mit 260x130x10mm sägen lassen und habe auch schon die Fräsdateien für einen Aufbau mit jeweils zwei von den 200Watt-Rofin-Dioden drauf (der Chef hat auch nochmal zwei bestellt) gezeichnet - eventuell schaffe ich das, de morgen schon zu fräsen/bohren.

Eins der Kühlmodule werde ich für das AM-Projekt aufbauen, das andere für mich Daheim ... und noch ein Modul in Reserve, wenn ich noch mehr von den Dioden draufbauen will ... hab' noch die 500Watt-Diode von Limo (mit einem eigenen Peltier-Kühler), über 10 von den kleinen 25Watt-Dioden (3 mit Wasserkühler, zwei mit Peltier) ... und über 100 von den 9Watt-IPG-Dioden ... wenn die alle gleichzeitig losgehen, könnte das vermutlich sogar unser Kraftwerk am Ortsrand als kurzen "Spannungseinbruch" messen

So schauen die IPG-Leergehäuse mit den 4 Lüftern dran aus:

IPG-Leergehaeuse.jpg IPG-Leergehaeuse-Offen.jpg

Viktor

... für die NdYAG's reicht Wasserkühlung (die müssen etwa bei 25 bis 30°C gehalten werden) - für die Materialbearbeitung, wo's nicht auf die genaue Wellenlänge ankommt, ist eine Kühlung auf unter 20°C (über 11°C wegen Taupunkt) viel interessanter wegen Lebensdauer der Dioden.

Außerdem habe ich mit der Luftkühlung viel leichtere/kompaktere Module

Viktor

... meine aktuelle CNC-Fräse EP1090 hat nur 200x200x120mm Arbeitsraum ... wie bekomme ich von der eine 260x130mm-Platte gefräst?

Hab's dann der Einfachheit halber (spiegel-) symmetrisch mit 130x130mm designt und vorhin gefräst und mit 3mm vorgebohrt (die Bohrungen und Senkungen mache ich dann morgen bei meinem Vater an der Ständerbohrmaschine fertig).

Aufspannung 1:

Fraesen-1-Kontur-Bohren.jpg

Aufspannung 2 und fertig:

Fraesen-1-2-Fertig.jpg

"Stellprobe":

Fraesen-Stellprobe.jpg Fraesen-Dioden.jpg

Es gab noch eine "Schrecksekunde", als die CAM-Software 2 Zeilen "vergessen" hat und der Fräser von der letzten "sicheren" Position aus einfach schräge 8mm tief ins Material "abgetaucht" ist :shock:

Hat's aber ganz gut weggesteckt - keine Schrittverluste und selbts die Rattermarken sind weniger, als bei meiner vorherigen FB2:

Fraesen-1-Kontur-Zustellfehler.jpg

Viktor

Respekt Sowas ist mir auch ab und zu mit meiner CNC Fräse passiert.. mach 3 über usb-c Adapter, auf nem windows 10 in ner virtuellen Maschine aufm Macbook. In meinem Fall haben die Schrittmotoren auch tüchtig irgendwelche Fahrten weiter gemacht, aber die Fräser hats jedesmal zerschossen

... das passiert mir immer wieder mal mit "neuen" Fräsen (sind Daheim meist ältere, aber das erste mal bei mir) - die brauchen irgendwie immer eine "Eingewöhnungs-Phase", in der sie Blödsinn machen ... ab dann funktioniert das ohne weitere Probleme

Bei dem "Vorgänger" hat's mir beim ersten größeren Fräsjob in 6m Sperrholz auch einen Kommunikationsfehler gemacht, nach dem sie im Eilgang und voller Zustellung durchmarschiert ist ... danach ist sowas nie wieder passiert ...

Bei dieser jetzt hat's mir beim ersten Alu-Teil den Fräser aus der Spannzange gezogen (Spannzange setzt beim klemmen auf, bevor sie voll spannt) -- und jetzt scheinbar auch wieder ein "einmaliges" Kommunikationsproblem mit dem "Weglassen" von zwei Bewegungen

Hab' den Fräsjob nach dem "Tauchgang" abgebrochen und Programm neu geladen und neu gefräst ... ohne irgendwelche Probleme ...

Ansonsten ist die kleine EP1090 gar nicht mal so schlecht - so schauen die Kanten aus, wenn ich mit einem 3mm-Fräser in 1mm-Zustelungen durch 10mm Alu fräse und die "feuchten" Späne in der Nut lasse:

Fraesen-Aussparung.jpg

Wenn ich "blanke" Kanten haben möchte, dann nehme ich einen dickeren Fräser (4 oder 6mm) und schruppe "feucht" (mit Spänen in der Nut) vor und schlichte dann trocken ...

Viktor

... jetzt, wo ich mich etwas intensiver mit Peltier-Kühlung beschäftige, habe ich mir die beiden TEC-Module unter der 500(?)Watt-Limo-Diode und der "nur" 20Watt JOLD angeschaut.

Die 14 Peltiers aus dem alten Medizinlaser mit 30x30mm Größe haben jeweils etwa 30 Watt maximale Leistung ... die beiden 40x40mm-Peltiers unter der Limo-Diode haben jeweils etwa 70 Watt, also zusammen 140 Watt ... nur wofür braucht die 20Watt-JOLD zwei 40x40mm-Peltiers mit jeweils 173 Watt

Mit meinem Labornetzteil ziehen die beiden in Serie geschalteten JOLD-Peltiers bei 30 Volt gerade mal etwas über 3 Ampere und schaffen damit 60° Temperaturdifferenz - etwa 4°C auf der "kalten" Seite, etwa 65°C auf der "heißen" Seite, die ich auf das IPG-Leergehäuse geklemmt habe.

Für die "Maximalleistung" von 346 Watt ziehen die beiden Peltiers laut Datenblatt bei 49.2V bis zu 11.3 Ampere

JOLD-TEC-Modul.jpg

VIktor

... neee - für 15°C bei bis zu mehreren Hindert Watt "Wärmeströmung" mit einem (riesigen) Wasserküher bräuchte ich nochmal einen extra Verdampfer oder eine dauerhafte Umgebungstemperatur von unter 10°C

Mit einem Eigenabu-TEC-Modul mit den IPG-Leergehäusen und 6x (bis 180 Watt) oder 8x (bis 240 Watt) Peltiers unter der 10mm-Aluplatte brauche ich nur ein offenes Fenster für die Abwärme von bis zu 60°C (oder im Winter fürs Heizen mitverwenden)

Muß mir nur noch überlegen, ob/wie ich die 300 Watt der JOLD-TEC-Module (bekomme demnächst noch eins von einem Freund) am Besten verwurstele ...

Viktor

... sooo ... komme gerade von meinen Eltern zurück -- hab' da im Keller zusammen mit meinem Jüngsten (17) die letzten Bohrungen im Gehäuse gebohrt und Gewinde geschnitten ... mal schauen, ob ich das 6x 30W-Peltier-Kühl-Modul für zwei von den Rofin-Dioden (das für die Firma mit "nur" 2 Dioden) doch noch am WE zusammenschraube oder bis Montag warte ... in mein eigenes Modul werde ich dann entweder die restlichen 8x 30W-Peltiers reinbauen oder die (aktuell 2x, später 4x) 176Watt-Peltiers aus den JOLD-Dioden reinsetzen - da sollen dann evtl. 3 von den Rofin-200Watt-Dioden rein

Viktor

... sooo ... hab' das "Eigenbau-TEC-Modul" mit einem 3-er Satz der "kleinen" 30Watt-Peltiers in Reihe geschaltet ausprobiert.

Bei einer Spannung von 30 Volt ziehen sie etwa 3 Ampere (Maximalstrom wäre 5.6A).

Nach etwa 15 Minuten zum "Einlaufen" mit Lüfter an habe ich die Temperaturen auf/an den Peltiers und am Gehäuse gemessen:
- Raumtemperatur = 21°C

- 10mm-Aluplatte über Peltier = 11°C
- Petier-Kalt = 7.5°C

- Peltier-Heiß ~58°C
- Kühlrippengehäuse etwa 5mm weg ~53°C
- Kühlrippengehäuse etwa 40mm weg ~43°C
- Kühlrippengehäuse etwa 100mm weg ~30°C

Wenn ich die Diodentreiber zusammen habe, teste ich das auch mal unter Belastung, bis wohin ich die Rofin-Diodenmodule treiben kann und sie noch unter 25°C in der Nähe der Dioden bleiben

Viktor

Zitat von Gewindestange

Cool

... ja, im mehrfachen Sinne

Weil ich die Kühlung über Strom viel einfacher (und kleiner bzw. transportabler) dranbekomme, als mit nochmal zusätzlich gekühltem Wasser, werde ich es erstmal mit Peltiers und den Kühlrippenprofilgehäusen mit den 4 Lüftern dran machen.

Hab' noch ein paar mehr von den Leergehhäusen und auch noch einen 19"-Schrank in voller Bauhöhe, wo ich bis zu 12 von den Gehäusen (in 3 "Etagen" je 4 Gehäusen hochkant stehend), einige Faserlaser (sind ja die gleichen Gehäuse) und auch die Netzteile für den ganzen Kram unterbringen könnte

Das Problem dürfte dann eher die Absicherung sein - ich werde dafür dann einen "Drehstrom"-Stecker dranmontieren und das intern auf die 3 Phasen auftrennen und nochmal einzeln mit jeweils 16A absichern ...

Viktor

... ja, hab' ich vor - mein Vater hat als Elektro-Ingenieur auf Kraftwerken gearbeitet - der hat mir da auch noch so ein paar "Tricks" beigebracht, wie mit "Zwischenkreisen" und aktiven Schützen derartige Fehler vermieden werden können

Viktor

... hab's endgültig verdrahtet und alle 6 Peltiers zusammen laufen lassen - 30V / 8A ... Aluplatte hat etwa 5°C über den Peltiers und etwa 7°C in der Mitte, wo keine sind ... das Kühlrippengehäuse mit Lüftern ist bei etwa 45°C und die warme Abluft hat auch die Temperatur - im Winter wäre das schön gemütlich

Das sind jetzt 6 Stück von den 30Watt-Peltiers, also maximal 180Watt "Kühlleistung" für den Aufbau für die Firma.

Bei meinem privaten Aufbau mit 3 von den Rofin-Dioden habe ich dann vermutlich 8 von den 30Watt-Peltiers drin ... oder ich bestücke das mit 4 von den 176Watt-Peltiers von den JOLD-Dioden ...

Viktor

... um diesen Thread hier nicht mit meinem Kram "zuzumüllen" sollte ich doch besser einen eigenen Thread dazu aufmachen

Viktor

*** EDIT*** - hab' einen eigenen Thread zu meinen DDL's gestartet - https://www.lasergravierer-for…ad&postID=33199#post33199