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Zukunft Wasserstoff

Der Laser ist für die Wasserstofftechnik unverzichtbar

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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik
Aachener Maschinenbau GmbH
Weil Technology GmbH
technotrans SE

Effektiv Laserschneiden statt Stanzen mit Verschleiß

Laser gelten als wirtschaftliche Alternative zu mechanischen Schneidverfahren, wie etwa dem Scherschneiden. Speziell das Laserstrahl-Hochgeschwindigkeitsschneiden könne in vielen Fällen konventionelle Stanzprozesse ersetzen. Alexander Olowinsky, Abteilungsleiter Fügen und Trennen beim ILT, erklärt: „Die hohe Flexibilität, Präzision und Prozessgeschwindigkeiten von mehreren Metern pro Sekunde machen das Laserstrahlschneiden zum optimalen Werkzeug, um metallischen Bipolarplatten herzustellen.“ Das Laserschneiden dieser Art ist schnell, sicher und verschleißfrei. Es eigne sich sowohl für die Prototypenproduktion als auch für die Großserie.

Das Verfahren hat sich im Rahmen des Projekts „CoBiP“ als ideal erwiesen. Das war ein gemeinsames Projekt mit dem benachbarten Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, in dem eine kontinuierliche Rolle-zu-Rolle-Fertigung von metallischen, doppelwandigen BPP entsteht. Das ILT entwickelte dafür ein Rolle-zu-Rolle-Modul zum Laserschweißen und -schneiden, das nun in der „CoBiP“-Anlage beim Nachbarn mit Hochgeschwindigkeit gratfrei schneidet (weit über 100 Meter pro Minute). Das Schweißen klappe fehlerfrei unter Argon als Schutzgas (maximal 30 Meter pro Minute).

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Laserbasierte additive Fertigung schafft Elektrolyseure

Für Anwendungen der Wasserstoffindustrie kommt ebenfalls der laserbasierte, metallische 3D-Druck infrage. Zu den etablierten Verfahren zählt dabei das Laserauftragschweißen (Laser Material Deposition, kurz LMD), das die Aachener seit über 30 Jahren intensiv erforschen und konsequent für verschiedene Anwendungsfelder und Branchen weiterentwickeln, wie es heißt. Bewährt habe sich LMD etwa bei der Herstellung von Elektrolyseuren, die oft aus unterschiedlichen Werkstoffpaarungen bestünden. So haben die ILT-Forscher etwa eine LMD-Anlage entwickelt, mit der sich eine Baustahlplatte mit einer extrem dünnen, porösen Nickel-Aluminium-Legierung beschichten lässt.

Neuronales Netzwerk erkennt Fehler beim BPP-Laserschweißen

Christian Knaak, Gruppe Prozesssensorik und Systemtechnik am Fraunhofer ILT, setzt dagegen beim schnellen Erkennen von Spritzern beim BPP-Laser-Mikroschweißen auf ein sogenanntes siamesisches neuronales Sensornetzwerk, wie man weiter erfährt. Dieses Netzwerk analysiere nicht das ganze Bild, sondern vergleiche nur charakteristische Ausschnitte miteinander. Mit Blick auf weitergehende Forschungen regt Knaak an, künftig nicht nur den eigentlichen Laserprozess mit KI-Hilfe zu überwachen, sondern auch vor- und nachgelagerte Verfahrensschritte ins Visier zu nehmen.

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