Attraktive Laserschweißlösungen für die E-Mobility

Dauerhafte Schweißverbindungen durch intelligente Qualitätsüberwachung

Laser goes e-mobile: Mit der weltweit stark steigenden Nachfrage nach Elektromotoren, Batteriezellen und Leistungselektronik in der Automobilindustrie steigt der Bedarf an innovativen und effizienten Laserschweißlösungen. Precitec bietet eine breite Palette schlüsselfertiger Lösungen an.

E-Mobility car
  • Das Herz des Autos

    Präzise Batteriefertigung

  • Statorfertigung

    Laserschweißen von Hairpins

  • Brennstoffzelle

    Laserschweißen von Bipolarplatten

  • In der Welt des Kupfers

    Leistungselektronik

  • Laserschweißen von Leichtbauwerkstoffen

Das Herz des Autos

Präzise Batteriefertigung

Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Dichtheit

Bei sehr kleinen Bauteilen wie der Rundzelle, der prismatischen Batteriezelle oder der Pouchzelle steht die präzise und punktgenaue Fertigung im Fokus. Der Laser arbeitet berührungslos und stellt dafür ein sicheres Werkzeug dar. Mit geringem und lokal begrenztem Wärmeeintrag entstehen verzugsfreie Nähte. Die Qualität jeder einzelnen geschweißten Batterie-Kontaktierung wird online überwacht. Der Laserschweißprozess läuft somit äußerst stabil.

Einer der kritischsten Fehler bei der Kontaktierung der einzelnen Batteriezellen zu Zellmodulen ist der sogenannte „Falsche Freund“: Rein visuell betrachtet sieht die Schweißnaht gut aus, allerdings besteht kein elektrischer Kontakt. Die Detektion dieser Fehler ist daher essentiell.

Einzelne Batteriemodule werden im nachfolgenden Schritt in Batterieboxen zusammengefasst. Diese bestehen aufgrund von gewünschten Gewichtsreduzierungen von Karosserien aus hochfesten Aluminiumlegierungen der 5xxx-er und 6xxx-er Serie. Heißrisse sind an dieser Stelle als größte Herausforderung zu nennen. Daher ist für das riss- und porenarme Laserschweißen von Aluminiumstrukturen der Einsatz hochgenauer Überwachungssysteme unumgänglich.

Statorfertigung

Laserschweißen von Hairpins

Reproduzierbares Kupferschweißen mit geringsten Spritzern

Für die elektromobile Antriebstechnik soll die Serienfertigung von elektrischen Traktionsmotoren flexibel und in großen Stückzahlen ermöglicht werden. Dafür sind hochpräzise, prozessstabile Systeme notwendig. Bei der Fertigung sogenannter Hairpins werden haarnadel-ähnliche Kupferdrähte in Nuten eingebracht, verdreht und lasergeschweißt. Die Überwachung des Kupferschweißprozesses führt zu reproduzierbaren und qualitativ hochwertigen Schweißverbindungen. Ein hoher Anbindequerschnitt, geringste Spritzerbildung sowie die Reduzierung von Porenbildung werden erzielt.

Lösungen für die Messung der Schichtdicke von Hairpin-Kupferdrähten vor dem Entlacken sowie die nachgelagerte hochgenaue Vermessung der Hairpins bieten weiterführende Informationen hinsichtlich Qualität und Effizienz.

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Brennstoffzelle

Laserschweißen von Bipolarplatten

Dichtes Verschweißen komplexer Strukturkanäle

Zentrale Aufgabe bei der Fertigung von Brennstoffzellen ist das gasdichte Laserschweißen von Komponenten wie beispielsweise Bipolarplatten. Diese bestehen aus Edelstahl oder Titan und besitzen eine komplexe Struktur von Kanälen, in denen Flüssigkeiten oder Gase transferiert werden. Mit dem Einsatz von Prozessüberwachungssystemen können Rückschlüsse auf die Dichtheit der Platten gezogen werden. Defekte wie Humping, Durchbrand oder mangelnde Einschweißtiefe werden zuverlässig erkannt und gewähren somit die Qualität der Schweißung.

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In der Welt des Kupfers

Leistungselektronik

Reduzierung von Spritzern

Beim Fertigen kleiner Bauteile wie Verbindungen oder Stecker für die Leistungselektronik steht die präzise und punktgenaue Kontaktierung im Fokus. Für das Laserschweißen von Kupfer eignen sich grüne und blaue Laserquellen. Spritzer sind beim Laserschweißen von Kupferbauteilen für die Leistungselektronik äußerst unangenehm. Partikel verursachen Kurzschlüsse und machen damit die Komponenten unbrauchbar. Eine zuverlässige Detektion von Spritzern während der Laserschweißung, die Kontrolle der Einschweißtiefe sowie das Überwachen des Schweißprozesses selbst ist wesentlicher Bestandteil von Prozessüberwachungssystemen.

Laserschweißen von Leichtbauwerkstoffen

Karosserie leicht gemacht

Die Leichtbauweise eröffnet neue Möglichkeiten in der Automobilindustrie. Themen wie Gewichts- und Kosteneinsparungen führen vermehrt zum Einsatz hochfester Aluminiumlegierungen der 5xxx/6xxx-Serie. So werden zum Beispiel bei der Produktion von Elektroautos Batterieboxen und einhergehenden Kühlstrukturen sowie der Unterfahrschutz hochpräzise mit Laser geschweißt. Intelligente und automatisierte Überwachungssysteme sorgen für eine optimierte Ausformung der Schweißnaht bei hoher Schweißgeschwindigkeit, riss- und porenarme Verbindungen sowie absolute Dichtheit der Komponenten.

Unsere Produkte für Ihren Erfolg in der E-Mobility

Das LWM-System entdeckt Unregelmäßigkeiten und fehlerhafte Schweißungen. Jede Schweißung wird überwacht, bewertet und dokumentiert. So ist eine 100%ige Rückverfolgbarkeit und Transparenz Ihrer Prozesse möglich.

Das riss- und porenarme Schweißen von Aluminiumlegierungen erfordert intelligente und automatisierte Schweißsysteme. Hier überzeugt der ScanWelder durch die gezielte Reduzierung der Wärmeeinbringung und damit der optimalen Ausformung Ihrer Schweißnaht. Anwendungsbeispiele sind Autotüren, Batterieboxen oder der Unterfahrschutz.

Das Schweißsystem WeldMaster Scan&Track&Inspect mit der innovativen Laserleistungsanpassung ermöglicht es, Aluminiumlegierungen auch ohne Zusatzdraht zu schweißen, und bietet Ihnen somit eine automatisierte Gesamtlösung.

Das Precitec IDM System misst und regelt die Einschweißtiefe während der Schweißung. Die reale Einschweißtiefe hat entscheidenden Einfluss auf die Belastbarkeit der Naht und ist damit absolut sicherheitsrelevant.

 

 

Im Automotive kann Precitec noch mehr für Sie leisten

Für übergreifende, maßgeschneiderte Lösungen arbeiten wir mit unseren Kollegen im Bereich 3D-Messtechnik zusammen - so können wir Ihren Anforderungen noch besser gerecht werden. Denn bei der Optimierung einer Vielzahl von Produktionsprozessen sind das gemeinsame Fachwissen und die Erfahrung aus allen Bereichen ein besonderer Vorteil.

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