Laserbearbeitungseinheit für hochreflektive Werkstoffe (GreenPls)

 

Die Automobilindustrie befindet sich im Wandel. Hohe CO2-Emissionen machen die Entwicklung alternativer Antriebskonzepte erforderlich und Elektrofahrzeuge stellen dabei aktuell die vielversprechendste Lösung dar. Eines der relevantesten Fügetechnologien für Komponenten der Elektromobilität ist das Laserstrahlschweißen. Hohe Präzision, kontaktlose Schweißverbindungen und flexible Prozessgestaltungsmöglichkeiten ermöglichen es, hohen Qualitätsanforderungen gerecht zu werden. Aufgrund der guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeiten werden häufig Werkstoffe wie Kupfer und Aluminium eingesetzt.
Ein Lösungsansatz für das Fügen dieser Werkstoffe ist der Einsatz von grüner Laserstrahlung, die im Vergleich zu Lasern im infraroten Bereich, um ca. den Faktor 5 stärker in Kupfer absorbiert wird.

Um die Leistungsfähigkeit des grünen Lasers für die Produktion von Elektromobilkomponenten zu verbessern, wird im Rahmen des Forschungsprojektes „GreenPls“ ein umfassendes Konzept für eine modular aufgebaute Laserbearbeitungseinheit mit grüner Laserstrahlung entwickelt und mit konventionellen Infrarotlasern verglichen. Hierzu wird parallel an den Forschungsfeldern Prozessoptimierung und -überwachung, Vorrichtungs- und Sicherheitstechnik sowie einem auf das Anwendungsfeld der Elektromobilkomponenten angepassten Anlagenlayouts gearbeitet. Am WZL werden die Forschungsarbeiten mit der Infrastruktur der Anlauffabrik praktisch umgesetzt und unter realen Bedingungen getestet: Vorrichtungskomponenten und Prototypenbauteile werden mittels Laserschneiden und additiver Fertigung hergestellt. Das Sicherheitskonzept und die Batterieprototypen werden in der Laserschweißzelle entwickelt, erprobt und aufgebaut. Durch die vollumfängliche Betrachtung von Prozessentwicklung bis hin zur einem kompletten Anlagenlayout soll ein hoher Reifegrad der Forschungsergebnisse erzielt werden, was eine schnelle industrielle Nutzung der Forschungsinhalte gewährleistet.