Prozessgarantie für die Zukunft: Hochleistungsschweißen von Bipolarplatten

Die Herausforderung: Hohe Dichtheit trotz Serientoleranzen

Die metallische Bipolarplatte ist der kostenintensivste Baustein im Brennstoffzellen-Stack und verursacht bis zu 45 Prozent der Produktionskosten. Um die Kosten zu senken, muss die Herstellung großserientauglich werden.

Die technische Herausforderung dabei: 50 Mikrometer dicke Folien müssen reproduzierbar dicht und präzise verschweißt werden. Entscheidend ist, dass die hohe Qualität auch unter den nicht optimalen Prozessbedingungen der Serienfertigung erzielt wird. Die Bipolarplatten müssen zudem nach dem Schweißen vollkommen dicht und verzugsfrei sein. LASERVORM bietet hierfür ein qualifiziertes Maschinenkonzept.

Die Lösung: LV-Tracing, LV Spin Scan und robuste Prozessstabilität

Um höchste Präzision, Geschwindigkeit und vor allem Prozessstabilität zu gewährleisten, kommt in unseren Anlagen (z.B. der LV MidiX) eine Kombination aus Scanner-Technologie und intelligenter Prozessführung zum Einsatz:

1. Hochgeschwindigkeits-Fügen (1 m/s): LASERVORM setzt auf das Hochgeschwindigkeits-Laserstrahlschweißen mit bis zu 1 m/s.
2. Robuste Prozessauslegung: Die Prozessqualität wird durch die Leistungsmodulation (mit bis zu 50 kHz), den Einsatz der LV Spin Scan Technologie und Schutzgasanpassungen auch unter nicht optimalen Prozessbedingungen gewährleistet.
3. LV-Tracing-Technologie (Prozessgarantie): Dies ist der Schlüssel zur Serienfähigkeit. Das System zeichnet alle prozessrelevanten Parameter wie Laserleistung, Vorschub und die mikrometergenauen Werkstückkoordinaten des Lasers in Echtzeit auf. Diese Daten bilden die Grundlage für eine zukünftige KI-basierte Steuerung der Prozesse.

Das Ergebnis: Reproduzierbare Helium-Dichtheit in Großserie

Der so optimierte Prozess ermöglicht es, die anspruchsvollsten Qualitätsanforderungen der Brennstoffzellen-Industrie zu erfüllen:

• Reproduzierbare Dichtheit: Die Ergebnisse sind qualitativ hochwertig hinsichtlich Dichtheit, thermischer und mechanischer Belastbarkeit. Die Dichtheit ist eine Hauptanforderung für den Wasserstoff-Kreislauf.
• Verzugsfreiheit: Die Platten dürfen sich nach dem Schweißen nicht werfen.
• Hohe Taktzeit: Das schnelle Schweißen senkt die Herstellungskosten und steigert die Produktivität.

Die Technologie von LASERVORM ermöglicht somit die effektive Großserienproduktion der metallischen Bipolarplatten, die für die globale Energiewende notwendig ist.