Wasserstoff-Brennstoffzelle Bipolarplattenschweißen
Präzisionsabdichtung für optimale Brennstoffzellenleistung
Bipolare Platten von Wasserstoff-Brennstoffzellen benötigen eine hermetische Abdichtung, um Gasdurchtritt zu verhindern und eine effiziente Stromerzeugung zu gewährleisten. Die Laserschweißsysteme von Lecheng erzielen Schweißnähte mit einer Breite von 0,08 mm und einer Positioniergenauigkeit von 0,02 mm. Dadurch entstehen gasdichte Verbindungen, die Betriebsdrücken bis zu 3 bar standhalten. Die automatisierte Zwei-Stationen-Anlage bearbeitet Anoden- und Kathodenplatten gleichzeitig und nutzt Echtzeit-Temperatursensoren, um eine gleichmäßige Schweißtiefe auch bei komplexen Strömungsmustern zu gewährleisten. Diese Präzision verhindert den Austritt von Reaktanten und erhält gleichzeitig die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Zellen – ein entscheidender Faktor für die Effizienz des Brennstoffzellenstapels. Das berührungslose Schweißverfahren eliminiert Partikelverunreinigungen, die Katalysatorschichten vergiften könnten, und gewährleistet so die langfristige Zuverlässigkeit in automobilen und stationären Brennstoffzellenanwendungen.
Fortschrittliche Automatisierung für die Serienfertigung
Die vollintegrierte Produktionszelle von Lecheng verfügt über robotergestützte Be- und Entladesysteme, die Bipolarplatten mit mikrometergenauer Präzision handhaben. Die beiden Laser-Schweißköpfe arbeiten parallel und reduzieren die Zykluszeit auf unter 30 Sekunden pro Plattensatz. Bildverarbeitungssysteme richten die Schweißwege automatisch an den Strömungsfeldgeometrien aus und kompensieren so Maßabweichungen bei gestanzten oder geformten Metallplatten. Die geschlossene Arbeitsstation hält während des Schweißvorgangs eine Schutzgasatmosphäre aufrecht und verhindert so Oxidation, die die Grenzflächenfestigkeit beeinträchtigen könnte. Dieser automatisierte Ansatz ermöglicht einen 24/7-Betrieb mit minimalem Bedienereingriff und unterstützt die für die Herstellung von Brennstoffzellenfahrzeugen erforderlichen Produktionsmengen bei gleichzeitiger Einhaltung einer Fehlerrate von unter 0,1 %.
Materialverträglichkeit und Qualitätssicherung
Die Schweißsysteme verarbeiten verschiedene Materialien für Bipolarplatten, darunter Edelstahl, Titan und Verbundbeschichtungen. Lechengs firmeneigene Parameterbibliotheken optimieren die Lasereinstellungen für jede Materialkombination und verhindern so Probleme wie Karbidausscheidung in Edelstahl oder Wasserstoffversprödung in Titanlegierungen. Integrierte zerstörungsfreie Prüfmodule (ZfP) führen eine 100%ige Prüfung mittels Ultraschall- und Druckabfalltests durch und validieren die Dichtheit der Schweißnähte, bevor die Platten in die Stapelmontage gelangen. Alle Prozessdaten werden in Manufacturing Execution Systems (MES) erfasst und gewährleisten so die vollständige Rückverfolgbarkeit gemäß den Qualitätsstandards der Automobilindustrie. Dieser umfassende Ansatz ermöglicht es Lechengs Kunden, in der Serienfertigung eine Schweißausbeute von 99,8 % zu erzielen.
Die Laserschweißtechnologie von Lecheng setzt neue Maßstäbe für die Herstellung von Bipolarplatten, indem sie Präzision im Submillimeterbereich mit industrieller Automatisierung kombiniert und so den Übergang der Wasserstoffwirtschaft zur Massenproduktion direkt unterstützt.
