Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILTHannover / 17. April 2023 - 21. April 2023
Hannover Messe 2023
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Highlight: Laserbasierte Prozesskette in der Herstellung von Energiespeichermedien
Li-Ionen-Akkumulatoren mit flüssigem Elektrolyt sind auf Grund ihrer vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten und der hohen Energiedichten marktführende Energiespeichersysteme. Im Zuge der Energiewende sind sowohl die Nachfrage als auch die Anforderungen an die Batteriesysteme sehr hoch. Diese reichen von einer ressourcenschonenden, nachhaltigen Produktion bis zu einem steigenden Bedarf an höheren Energie- und Leistungsdichten.
Mit der Integration von laserbasierten Trocknungs- und Strukturierungsverfahren bietet das Fraunhofer ILT innovative Ansätze beim Rolle-zu-Rolle-Herstellungsprozess von Lithium-Ionen-Batterien, um die steigenden Anforderungen der Produktion zu erfüllen.
Durch die Nutzung von effizienten Diodenlasern können die wasserbasierten Elektrodenschichten wesentlich energie- und platzsparender als in aufwändigen Heißluftofenprozessen getrocknet werden. Darüber hinaus können im nachgeschalteten Laserstrukturierungs-Prozess die Leistungsdichte und Lebensdauer der Batteriezellen unter Nutzung von ultrakurz gepulster Laserstrahlung erhöht werden. Gleichzeitig werden durch die Kombination mit einem Multistrahl-Strukturierungsmodul industrierelevante Verfahrensgeschwindigkeiten erreicht.
Laserbasierte digitale Fertigung von Komponenten für die (Mikro-) Elektronik
Die Fertigung von elektronischen Komponenten mit Hilfe von digitalen Laserprozessen ist im Rahmen der Megatrends Industrie 4.0 und Internet of Things wichtiger denn je. Verfahren, wie Lasersintern, Laserkristallisation und Laserlithografie ermöglichen es, die steigenden Anforderungen an die Qualität, Stückzahlen und Kosten der Fertigungsverfahren zu erfüllen. Aber auch besonders hinsichtlich Flexibilität, Bauteilgröße und Energieeffizienz erweisen sich Laserverfahren als unerlässlich.
Simultanes Beschichten und Zerspanen (SMaC)
Durch das am Fraunhofer ILT entwickelte, neue Kombinationsverfahren Simultaneous Machining and Coating (SMaC) kann die hauptzeitparallele Kombination des EHLA-Beschichtungsprozess mit einem subtraktiven Fertigbearbeitungsschritt umgesetzt und die Produktivität enorm gesteigert werden. Neben den wirtschaftlichen Vorteilen bietet das SMaC-Verfahren im Vergleich zur konventionellen Prozesskette auch technologische Vorzüge.
Die in dem Beschichtungsvorgang entstehende Prozesswärme führt zu einer Entfestigung des Werkstoffs und damit zu einer einfacheren Zerspanung. Dadurch ist eine werkzeugschonendere und schnellere Herstellung von Korrosions- und Verschleißschutzschichten sowie funktionaler Oberflächen möglich. Insbesondere beim Auftragen andernfalls schwer zerspanbarer, hochfester Beschichtungswerkstoffe ergeben sich durch die SMaC-Technologie erhebliche Vorteile
EHLA3D: High-speed AM von 3D Bauteilen
Das Extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) ist ein modifiziertes Laserauftragschweißverfahren, welches sich durch hohe Prozessgeschwindigkeiten, geringen Wärmeeintrag und Flexibilität der Werkstoffauswahl auszeichnet. Mit dem Ursprung als Beschichtungstechnologie wurde das EHLA-Verfahren für die additive Fertigung weiterentwickelt (EHLA3D). Dies ermöglicht die Kombination von Strukturauflösung und Produktivität für die Herstellung von bspw. filigranen Bauteilen. Als Beispielexponat dienen dünnwandige Al-Bauteile, welche in Koorperation mit der Firma ponticon GmbH entstanden sind.
