Das sechste Laser Symposium Electromobility (LSE 24) des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT setzte im Januar 2024 Impulse für eine nachhaltige und wirtschaftliche Produktion von Elektrofahrzeugen. 70 Teilnehmende aus Industrie und Forschung trafen sich nach Mitteilung des Fraunhofer ILT zum Austausch über laserbasierte Fertigungsmethoden, insbesondere für die Herstellung von Batteriemodulen und -packs. Die Kernbotschaft aus Aachen: Clever eingesetzte Laserpräzision ist kein Luxus, sondern ein handfester Wettbewerbsvorteil.
Dr. Alexander Olowinsky, Abteilungsleiter Fügen und Trennen am Fraunhofer ILT, freute sich, dass dieses Jahr bewährte Laserverfahren wie Löten, Schneiden und Schweißen bei Lösungen für die Batterietechnik auf dem LSE dominierten. Ich bin überzeugt, dass diese weiterentwickelte Lasertechnik nicht nur bei der Präzision, sondern auch bei Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit dem Wettbewerb Paroli bietet.
Laserschneiden verbessert Qualität
Die bayrische Sonplas GmbH beweist, dass präzise Lasertechnik kein Luxus, sondern ein langfristiger Wettbewerbsvorteil sein kann. Der Spezialist für Verbrennungsmotoren fertigt seit 2020 auch Anlagen für die Produktion von Batteriezellen. Die Bayern verbessern durch den Einsatz von fortschrittlichen Laserverfahren die Qualität der Batteriezellen und senken die Ausschussquoten herkömmlicher Produktionsmethoden. Das präzise Laserschneiden überwindet Effekte wie Delamination und Gratbildung, wie sie bei mechanischen Schneideprozessen auftreten.
Der Einsatz von Lasertechnik in der Batteriezellenproduktion bietet nach Aussage von Produktmanager Luca Schmerbeck den Kunden des Unternehmens entscheidende Vorteile. Er senkt nicht nur Werkzeugstillstandszeiten und -kosten, sondern steigert auch signifikant die Batterieleistung. Forschungsergebnisse des Unternehmens bestätigen laut Schmerbeck, dass laser-geschnittene Elektroden die Leistung der Batterien erhöhen.
Hochtechnologie in der Batterieproduktion: präzise montieren und laserlöten
Die Wolf Produktionssysteme GmbH & Co. KG zeigte, wie sie mit Hochtechnologien Präzision und Kosteneffizienz erreichen. Der Spezialist für Sondermaschinen entwickelte Systeme zum Schweißen von Batteriekontakten aus Aluminium und Kupfer. Die Herausforderung war hoch, denn sie müssen Materialstärken von nur 0,2 bis 0,4 Millimeter verbinden, ohne die Zellen zu beschädigen. Laut Entwicklungsleiter Nico Reinheimer handelt es sich um einen Taumelprozess, der eine genaue Kontrolle über die Schweißtiefe ermöglicht und Durchschüsse verhindert. Wolf nutzt außerdem die Floating Grip-Technologie: Diese Spanntechnik positioniert Aluminium und Kupfer so, dass eine gleichmäßige Schweißverbindung entsteht.
Das Unternehmen setzt beim Verbinden von Bauteilen auf Laserlöten. Firmeninhaber Dr.-Ing. Ernst Wolf nennt den typischen Anwendungsfall: Laserlöten schont hitzeempfindliche Komponenten, da es bei niedrigeren Temperaturen operiert. Sein Unternehmen hat das Verfahren zu einem präzisen und effizienten Prozess weiterentwickelt. Die exakt gesteuerte Laserlöttechnik von Wolf ermöglicht eine präzise Verbindung von hitzeempfindlichen Elektronikkomponenten mit weniger Hitze: Das spart Energie und erhöht die Langlebigkeit der Produkte.
Draht überflüssig: Schweißen mit der mobilen Klemme
Die Hitzeempfindlichkeit ist auch für die Hesse GmbH ein zentrales Thema. Der führende Hersteller von Ultraschall-Drahtbondern und -Schweißanlagen geht neue Wege: Er entschied sich bewusst gegen traditionelles Drahthandling. Hesse nutzt im SmartWelder, einer Ultraschallschweißanlage mit 1,5 Kilowatt Leistung, eine flexible, zylinderförmige Klemmvorrichtung. Wie Entwicklungsingenieur Dr. Lars Helmich erklärt, gibt es verschiedene Ansätze, wie man seine Module einspannen kann. Wir setzen statt einer festen eine mobile Klemme ein, die sich von einer Verbindung zur anderen bewegt. Dieses System ermöglicht es dem Unternehmen dank seiner stabilen Struktur, auch bei hohen Kapazitäten präzise zu arbeiten.
Fazit
Die Workshops und Vorträge auf dem Laser Symposium Electromobility LSE 24 in Aachen zeigten die vielfältigen Möglichkeiten, wie Laser die Produktion von Batterien optimieren. Der Einsatz moderner Technologien, wie künstliche Intelligenz und Echtzeitmessungen, verbessert Effizienz, Qualität und Skalierbarkeit signifikant. Dr. Alexander Olowinsky fasste zusammen: Ich bin immer wieder erstaunt, wie mittelständische Betriebe mit innovativen Fertigungsmethoden zur Mobilitätswende beitragen. Ihre Entwicklungen rund um die Lasertechnik stärkten nicht nur die Effizienz und Nachhaltigkeit in der Batterieproduktion, sondern auch Deutschlands Position im globalen Wettbewerb.
Kontakt
Dr.-Ing. Alexander Olowinsky, Fraunhofer ILT, Leiter der Abteilung Fügen und Trennen,
E-Mail: alexander.olowinsky@ilt.fraunhofer.de
- www.ilt.fraunhofer.de
Text zum Titelbild: Laut Dr. Alexander Olowinsky, Fraunhofer ILT, bietet weiterentwickelte Lasertechnik nicht nur bei der Präzision, sondern auch bei Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit dem Wettbewerb Paroli(© Fraunhofer ILT, Aachen)
