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Elektroautos sind im Massenmarkt angekommen. Sie machen laut dem Verband der Automobilindustrie (VDA) mittlerweile rund ein Viertel aller Neuzulassungen in Deutschland aus. Auch in anderen wichtigen Absatzmärkten weltweit erobern E-Autos weiter Marktanteile.
„Trumpf profitiert als Experte für Lasertechnologie von dieser Entwicklung, denn der Laser ist hier ein unverzichtbares Werkzeug“, sagt Ralf Kimmel. „Wir erwirtschaften mit Produktionslösungen für die Elektromobilität schon jetzt mehr Umsatz als mit Lasertechnologie in klassischen Automobilanwendungen“, ergänzt der Direktor Strategischer Vertrieb für den Geschäftsbereich Lasertechnologie bei Trumpf. So sei der Laser ein unersetzbares Werkzeug in der Produktion von Batteriezellen. Über 30 verschiedene Applikationen gäbe es hier. Ein weiteres Beispiel für anspruchsvolle Produktionsabläufe ist das Schweißen von Kupferverbindungen in der Hochleistungselektronik.
Moderne Fertigungstechnik verhilft der E-Mobilität zum Erfolg
Bis zum fertigen Battery-Pack muss der Laser mehrere tausend Verbindungen in höchster Qualität schweißen. Dabei zeigt sich oft erst am Ende der Produktion, ob und wenn ja, wie gut die Batterie funktioniert. Um Fehlfunktionen und Ausfälle zu vermeiden, muss die Fertigungslinie jederzeit höchst präzise arbeiten. So überwachen smarte Sensoren am Laser noch während des Schweißvorgangs die Qualität. Die Hersteller der Batterien können dadurch den Ausschuss minimieren und Produktionskosten senken, aber vor allem die Ausfallrisiken reduzieren.
Nachhaltigkeit in den Herstellprozessen sowie bei den Batterien selbst ist ein wichtiges Ziel und bietet neue Anwendungsfelder für die Lasertechnik. Beispielsweise soll der Bedarf an Aluminium und Kupfer reduziert werden, was zu immer neuen und aufwändigeren Materialanforderungen und Kombinationen führt. „Je dünner das Material ist und je abenteuerlicher es die Hersteller kombinieren, desto mehr steigen die Anforderungen an den Laser hinsichtlich thermischen Eintrags, Metallurgie und Einschweißtiefe“, erklärt Ralf Kimmel.
Eine weitere Herausforderung für die Automobilhersteller: Die Käufer von E-Autos verlangen nach immer kürzeren Ladezeiten der Batterien. Lasertechnologie unterstützt diesen technologischen Trend. So können die Kurz- und Ultrakurzpulslaser von Trumpf schon heute das Aktivmaterial von Elektroden so bearbeiten, dass sich die Ladezeit der Batterien verkürzt.
Auch andere Branchen profitieren von Fortschritten
Der Ditzinger Laser-Spezialist nutzt seine Erkenntnisse aus anderen Branchen für die Automobilindustrie. „Zum Schneiden und Fügen von Glas für die Konsumelektronik haben wir Ultrakurzpulslaser und Bearbeitungsoptiken entwickelt und nutzen die Erkenntnisse aus diesen Technologien nun auch in Anwendungen in der Automobilindustrie“, sagt Ralf Kimmel. Umgekehrt nutzt Trumpf die Erfahrungen aus der Elektromobilität auch in anderen Industrien. Verfahren zum Bearbeiten von Folien bei der Batterieherstellung etwa lassen sich auch in Anwendungen für die Konsumelektronikbranche einsetzen.
Neue Fertigungsverfahren
Trumpf zeigte auf der Fachmesse Laser World of Photonics in München dieses Jahr ein neues Schweißsystem. Es macht die Herstellung von E-Auto-Batterien noch effizienter. Konkret geht es um das Schweißen von Busbars, das Kontaktieren einzelner Batteriezellen.
Das neue Busbar-Schweißsystem basiert auf dem 8 kW starken Laser TruDisk 8000, einer neuen Bearbeitungsoptik, einer neuen Einschweißtiefensensorik sowie der entsprechenden Software. Das Zusammenspiel dieser Komponenten verbessert die Qualität der Fügeverbindung zwischen den Zellen, was wiederum den elektrischen Widerstand verringert, wodurch letzten Endes die Reichweite des Fahrzeugs steigt.
Der Hochleistungsfestkörperlaser TruDisk 8000 liefert mit 8 kW eine hohe Leistung bei gleichzeitig höchster Strahlqualität. Darüber hinaus besitzt der Laser ein intelligentes Innenleben: Sensoren überwachen alle wichtigen Parameter und liefern Daten für das Condition Monitoring.
Kern des Schweißsystems ist die dritte Generation der Trumpf-Scanneroptiken. Die Optik hat eine intelligente Steuerung, die permanent mit dem Laser kommuniziert. Bei Fertigungsprozessen mit sehr vielen Schweißungen lässt sich so sicherstellen, dass jeder Arbeitsschritt exakt gleich erfolgt. Das Besondere: Für die Optik ist ein spezielles Objektiv verfügbar, mit dem sich die Busbars mehrerer Zellen in einem größeren Scanfeld schweißen lassen, ohne dabei Optik oder Bauteil neu positionieren zu müssen.
Die Einschweißtiefensensorik VisionLine OCT Check überwacht den gesamten Schweißvorgang. Genauer gesagt hat sie im Blick, ob der Laser immer gemäß den eingestellten Parametern einschweißt. Zudem checkt die Sensorik die erstarrte Schweißnaht auf geometrische Abweichungen.
Kontakt:
Trumpf SE + Co. KG
Johann-Maus-Straße 2
71254 Ditzingen
Tel.: +49 7156 303–0
info@Trumpf.com
www.Trumpf.com
Trumpf auf der Messe Lasys
Auf der Lasys, internationale Fachmesse für die Laser-Materialbearbeitung, präsentiert Trumpf (Halle 4, Stand B32) vom 21. bis 23.6.2022 in Stuttgart unter anderem eine neue Variante seiner Kurzpulslaser der TruMicro-Serie 7000. In der neuen Gehäuseversion kann der Anwender nun drei bis vier Strahlabgänge nutzen. Bisher war die mittlere Leistung begrenzt. Jetzt stehen mit der neuen Variante bis zu 2 kW mittlere Leistung für bis zu vier Abgänge zur Verfügung – entweder auf alle Abgänge verteilt oder volle Leistung an einem ausgewählten Abgang.
