04.07.2024
Technologies
High-Tech Schweißtechnik für die Zukunft: Steigerwalds innovative Lösung für das Fraunhofer IWU
Die Steigerwald Strahltechnik GmbH mit Sitz in Maisach, Deutschland, ist der weltweit führende Spezialmaschinenhersteller von Elektronenstrahlanlagen. Die Einsatzbereiche der auf die Kunden zugeschnittenen Anlagen sind das Schweißen, das Bohren, die Oberflächenbehandlung (z.B. Härten) und die Additive Fertigung. Das renommierte Unternehmen entwickelt in enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) eine spezialisierte Anlage, die die Herstellung von Bipolarplatten revolutioniert. Diese speziellen Platten sind ein wesentlicher Bestandteil von Elektrolyseuren, die zur Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse verwendet werden. Wasserstoff ist ein zentrales Element für die Energiewende und spielt eine entscheidende Rolle in der Entwicklung nachhaltiger und umweltfreundlicher Technologien.
Vorteile des Elektronenstrahlschweißens vs. Laserstrahlscannerschweißen
Das Elektronenstrahlschweißen bietet gegenüber dem herkömmlichen Laserstrahlscannerschweißen zahlreiche Vorteile, die sowohl die Effizienz als auch die Qualität der Schweißverbindungen erheblich verbessern. Während beim Laserstrahlschweißen gebündeltes Licht durch einen Spiegel entlang der Fügestellen geführt wird, nutzen die Forscher des IWU beim Elektronenstrahlschweißen negativ geladene Teilchen, die mit nahezu zwei Dritteln der Lichtgeschwindigkeit auf die Werkstücke treffen. Diese Methode erfordert keine träge Lenkungsmechanik, wodurch der Elektronenstrahl quasi verzögerungsfrei geführt werden kann und die Schweißgeschwindigkeit signifikant erhöht wird.
Ein weiterer wesentlicher Vorzug ist die Flexibilität des Elektronenstrahlschweißens. Dank der EBO Jump Technik, der schnellen Ablenkung des Strahls, können mehrere Prozesszonen gleichzeitig bearbeitet werden, was bei herkömmlichen Schweißverfahren in dieser Art nicht möglich ist. Diese Mehrbadtechnik erlaubt es z. B., Vor- und Nachwärmprozesse nahezu gleichzeitig durchzuführen, was die Gesamteffizienz des Verfahrens weiter steigert.
Höchste Qualität durch Vakuumbedingungen
Das Elektronenstrahlschweißen findet unter Vakuumbedingungen statt, was konstante und störungsfreie Bedingungen gewährleistet. Dies ist besonders wichtig, da selbst kleinste Unregelmäßigkeiten in der Schweißnaht zu Undichtigkeiten führen können. Durch das Arbeiten im Vakuum werden äußere Einflussfaktoren wie Luftdruck- oder Luftfeuchtigkeitsschwankungen ausgeschlossen, was die höchstmögliche Schweißnahtqualität garantiert. Projektleiter Patrick Urbanek betont: „Mit der Vakuumtechnik können wir äußere Einflussfaktoren ausschließen und die aus heutiger Sicht höchstmögliche Schweißnahtqualität erzielen.“
Bedeutung für die Wasserstofftechnik und Nachhaltigkeit
Die neue Elektronenstrahlanlage von Steigerwald ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer nachhaltigen Zukunft. Wasserstoff gilt als Schlüsseltechnologie für die Energiewende, da er eine saubere und effiziente Alternative zu fossilen Brennstoffen darstellt. Durch die Verbesserung der Herstellungsverfahren von Elektrolyseuren können die Produktionskosten gesenkt und die Effizienz gesteigert werden, was die Verbreitung von Wasserstofftechnologien fördert.
Das Chemnitzer Forscherteam des Fraunhofer IWU konzentriert sich im Jahr 2024 auf die Weiterentwicklung dieser Technologie, um deren Reife für die Kleinserienfertigung bis 2025 zu erreichen. Die neue Anlage ist ein integraler Bestandteil der Referenzfabrik.H2, die auf den Forschungs- und Entwicklungsprojekten des Fraunhofer IWU und weiterer Fraunhofer-Institute basiert. Ziel ist es, die Grundlagen für die industrielle Massenproduktion von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen zu schaffen, um eine nachhaltige und umweltfreundliche Energieversorgung zu gewährleisten.
Steigerwald Strahltechnik leistet mit dieser innovativen Lösung einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung fortschrittlicher und umweltfreundlicher Technologien und unterstützt die Vision einer nachhaltigen Zukunft.
(Quelle: Presseinformation der Steigerwald Strahltechnik GmbH)
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BipolarplattenElektrolyseureElektronenstrahlschweißenLaserstrahlschweißenSchweißtechnikWasserstofftechnologien
