Batteriefertigung

Roboter schweißt schnell und sicher

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Das Fraunhofer ILT demonstriert, wie sich Batteriezellen sicher, schnell und präzise mikroschweißen lassen.

Anhand des Laser-Based Tape-Automated Bonding (LaserTAB) demonstriert das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, wie sich selbst sehr unterschiedliche Batteriezellen und Leistungselektroniken dank Roboterunterstützung prozesssicher, schnell und präzise lasermikroschweißen lassen. Auf dem Messestand können Besucher den Elektro-Rennwagen „eace05“ der Ecurie Aix – des Formula Student Teams der RWTH Aachen – als Beispiel für den Einsatz von Lasertechnik in der Elektromobilität erleben. Er enthält mittels Laser geschweißte Batterien sowie mit Laser geschnittene CFK-Bauteile.

Die Aachener demonstrieren mit einem Industrieroboter das Schweißen von Batteriezellen und zeigen außerdem, wie sich dieser Prozess überwachen lässt. Mit ihrer Expertise beim LaserTAB veranschaulichen sie, wie das Zusammenspiel von Roboter, Laserscanner mit selbstentwickelter Optik und Prozessüberwachung funktioniert. Eine wichtige Rolle spielt dabei der sensitive Leichtbauroboter (LBR) iiwa von Kuka, der als „intelligent industrial work assistant“ (iiwa) die enge Zusammenarbeit von Menschen und Roboter ermöglicht.

Sensorik am kollaborierenden Roboter, Cobot genannt, sorgt dafür, dass die Optik die für den Prozess nötige Brennweite einhält. Der Cobot „fühlt“, wann der Abstandshalter die Schweißstelle berührt und der Schweißprozess startet. Die Linse befindet sich daher immer in konstantem Abstand zur Schweißstelle. Forscher des ILT zeigen in München konkrete Anwendungen wie beispielsweise das Schweißen von prismatischen, Rund- und Pouch-Zellen. Außerdem führen sie an einem Technologie-Demonstrator vor, wie sich ein Kupfer-Kontaktelement mit einer Rundzelle per LaserTAB verbinden lässt. Dazu hat das ILT per Laser Powder Bed Fusion ein speziell geformtes Verbindungselement aus Kupfer hergestellt, das die geometrischen Freiheitsgrade beim cleveren Einsatz des metallischen 3D-Drucks veranschaulicht.

Im Application Panel „Laser Materials Processing / Keine Elektromobilität ohne Lasertechnologie“ informiert zudem Dr. Alexander Olowinsky, Gruppenleiter Mikrofügen am ILT, am 25. Juni (15:00 bis 17:20 Uhr) über Laseranwendungen in der Elektomobilität. Weitere Informationen zum Mikroschweißen erhalten Besucher in einem Vortrag von André Häusler, der am 26. Juni, um 17:30 Uhr auf dem messebegleitenden Kongress „LiM 2019 – Lasers in Manufacturing“ in Raum 22B des ICM stattfindet.

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