5. November 2019
Die Forscher zeigen die Systemtechnik zur Bearbeitung hochfester und spröder Werkstoffe mithilfe von Erwärmungstechnologien wie dem Lasern, der Induktion und Konduktion sowie Bauteile, die durch eine solche Warmumformung gefertigt wurden. Das neue Konzept zur Großserienherstellung, das das Fraunhofer IPT gemeinsam mit seinen Partnern erarbeitet, umfasst die gesamte Prozesskette von der Warmumformung über das Schweißen und Beschichten bis zur Montage.
Die Herstellungskosten der Brennstoffzellen sollen durch eine großserientaugliche Fertigungskette der Komponenten deutlich gesenkt werden. Sogenannte Bipolarplatten machen einen großen Gewichtsanteil der Brennstoffzelle aus und verursachen bis zu 45 Prozent der Produktionskosten. In hohen Stückzahlen bieten sie erhebliches Einsparpotenzial.
Zur Produktion dieser dünnen Blechplatten mit einer Stärke von einem Zehntel Millimeter wird das Blech durch Umform- und Schneidprozesse bearbeitet. Anschließend werden jeweils zwei Platten zusammengeschweißt, beschichtet und mit einer Dichtung versehen. Für die Oberflächenstruktur der Bipolarplatte sind hohe Umformgrade bei Kanaltiefen von bis zu 0,8 Millimetern mit möglichst kleinen Radien erforderlich. Je nach Plattengeometrie können bei der Herstellung mit konventionellen Umformverfahren Risse im Blech auftreten.
Durch eine lokale Erwärmung wollen die Ingenieure am Fraunhofer IPT die Umformbarkeit des Blechmaterials Titan und Edelstahl verbessern und so die Risse und Ausdünnungen verhindern. Auch die Anzahl der benötigten Bearbeitungsschritte soll reduziert und der Werkzeugverschleiß verringert werden. Titan beispielsweise ist ein Leichtmetall, das das Gewicht der Brennstoffzelle weiter verringern kann, allerdings ist es sprödhart und lässt sich bei Raumtemperatur nur schwer umformen. Die Warmumformung verspricht eine neue Einsatzmöglichkeit von Titan als Blechmaterial für Bipolarplatten.
https://www.blechexpo-messe.de
Brennstoffzellen in Großserie
Wie Brennstoffzellen wirtschaftlich und in Serie gefertigt werden können, zeigt das Fraunhofer IPT vom 5. bis 8. November 2019 auf der Blechexpo. In Halle 3, Stand 3214 erhalten Besucher einen Ausblick auf die zukünftige Großserienproduktion von Bipolarplatten.
 Foto: Fraunhofer IPTIn ersten Tests formten die Aachener Ingenieure die erforderliche Oberflächenstruktur einer Bipolarplatte. |
Die Herstellungskosten der Brennstoffzellen sollen durch eine großserientaugliche Fertigungskette der Komponenten deutlich gesenkt werden. Sogenannte Bipolarplatten machen einen großen Gewichtsanteil der Brennstoffzelle aus und verursachen bis zu 45 Prozent der Produktionskosten. In hohen Stückzahlen bieten sie erhebliches Einsparpotenzial.
Zur Produktion dieser dünnen Blechplatten mit einer Stärke von einem Zehntel Millimeter wird das Blech durch Umform- und Schneidprozesse bearbeitet. Anschließend werden jeweils zwei Platten zusammengeschweißt, beschichtet und mit einer Dichtung versehen. Für die Oberflächenstruktur der Bipolarplatte sind hohe Umformgrade bei Kanaltiefen von bis zu 0,8 Millimetern mit möglichst kleinen Radien erforderlich. Je nach Plattengeometrie können bei der Herstellung mit konventionellen Umformverfahren Risse im Blech auftreten.
Durch eine lokale Erwärmung wollen die Ingenieure am Fraunhofer IPT die Umformbarkeit des Blechmaterials Titan und Edelstahl verbessern und so die Risse und Ausdünnungen verhindern. Auch die Anzahl der benötigten Bearbeitungsschritte soll reduziert und der Werkzeugverschleiß verringert werden. Titan beispielsweise ist ein Leichtmetall, das das Gewicht der Brennstoffzelle weiter verringern kann, allerdings ist es sprödhart und lässt sich bei Raumtemperatur nur schwer umformen. Die Warmumformung verspricht eine neue Einsatzmöglichkeit von Titan als Blechmaterial für Bipolarplatten.
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