Trumpf sorgt für mehr Reichweite von E-Autos

Trumpf zeigt auf der Fachmesse Laser World of Photonics eine neues Schweißsystem, das eine effiziente Herstellung von E-Auto-Batterien ermöglichen soll. Die Lösung setzt laut dem Hochtechnologieunternehmen beim Schweißen von Busbars an – dem Kontaktieren einzelner Batteriezellen. Das neue Busbar-Schweißsystem basiert auf dem 8 kW starken Laser TruDisk 8000 in Kombination mit einer neuen Bearbeitungsoptik, einer neuen Einschweißtiefensensorik und der entsprechenden Software. Alle Komponenten des Systems sind optimal aufeinander abgestimmt, wie es in einer Pressemitteilung des Unternehmens heißt. Das System macht die Fertigung von Batteriezellen schneller und verringert den Ausschuss. Durch die verbesserte Qualität der Fügeverbindung zwischen den Zellen wird der elektrische Widerstand verringert und damit steigt die Reichweite des E-Autos.

Die Komponenten des neuen Busbar-Schweißsystems im Einzelnen

8 kW TruDisk 8000 Laser

Der Hochleistungsfestkörperlaser TruDisk 8000 liefert mit 8 kW eine hohe Leistung bei gleichzeitig höchster Strahlqualität. Das ermöglicht den Einsatz von 50 µm Laserlichtkabel für höchste Laserintensität am Werkstück. Dank erhöhtem Wirkungsgrad, neuer energieeffizienter Pulsfunktion und intelligentem Energiemanagement arbeitet der TruDisk in allen Zuständen des Lasers sparsam. Zudem besitzt er ein intelligentes Innenleben: Sensoren überwachen alle wichtigen Parameter und liefern Daten für Condition Monitoring. Der TruDisk Laser zeichnet sich durch eine kompakte Aufstellfläche und hohe Robustheit aus.

Neue Scanneroptik PFO33

Kern des Schweißsystems ist die dritte Generation der Scanneroptiken von Trumpf. Die Optik hat eine intelligente Steuerung, die permanent mit dem Laser im Austausch ist. Bei Fertigungsprozessen mit sehr vielen Schweißungen lässt sich dadurch sicherstellen, dass jeder Vorgang wiederhohlgenau durchgeführt wird. Zudem verfügt die Optik über neue Objektive, mit denen hochbrillante Strahlquellen wie der TruDisk 8000 im gesamten Arbeitsraum der Scanner-Optik PFO33 genutzt werden können.

Der Clou: Für die Optik ist ein spezielles Objektiv verfügbar, mit dem sich die Busbars mehrerer Zellen in einem größeren Scanfeld schweißen lassen, ohne Optik oder Bauteil dafür neu positionieren zu müssen. Die Spiegel der Optik bewegen sich hochdynamisch. Dadurch lassen sich Schweißstrategien und -geometrien freier gestalten und die Effizienz in der Fertigungslinie steigt.

Neue Einschweißtiefensensorik VisionLine OCT Check

Die Einschweißtiefensensorik VisionLine OCT Check überwacht während des gesamten Schweißvorgangs, dass der Laser immer gemäß den eingestellten Parametern einschweißt. Zudem prüft die Sensorik die erstarrte Schweißnaht auf geometrische Abweichungen. Dies ermöglicht sehr wiederholgenau Kontaktierungen der einzelnen Busbarverbindungen und eine kontinuierliche Qualitätsprüfung jedes Bauteils und jeder Schweißnaht.

Manuelle Qualitätskontrollen reduzieren sich laut Trumpf dadurch auf ein Minimum. Zudem lassen sich die Qualitätsdaten des Sensorsystems umgehend nach der Bearbeitung des Werkstücks archivieren. Die Handhabung von VisionLine OCT Check ist einfach, die Sensorik lässt sich über eine intuitive Bedienoberfläche einfach und schnell programmieren.

Darüber hinaus hat Trumpf auf der weltweiten Laserleitmesse „LASER – World of Photonics“ in München die neueste Generation seiner Hochleistungsfestkörperlaser TruDisk präsentiert. Mit satten 24 Kilowatt Ausgangsleistung handelt es sich hierbei um die derzeit stärksten Industrie-Scheibenlaser im Markt. Die neuen TruDisk-Scheibenlaser eignen sich zum Schneiden, Schweißen und Bearbeiten von Oberflächen; sie spielen ihre Stärken insbesondere dort aus, wo hohe Leistungen bei gleichzeitig höchster Strahlqualität gefragt sind, etwa beim Schneiden von dickem Blech und Stahl oder beim Schweißen von größeren Blechstärken.

„Mit der neuen leistungsstarken Generation TruDisk adressieren wir beim Schweißen in erster Linie die sogenannte Heavy Industry“, erklärt Evangelos Papastathopoulos, als Produktmanager bei Trumpf verantwortlich für die neuen Scheibenlaser. Dazu gehören neben Schiff- und Kranbau sowohl Baumaschinen als auch die Automobilindustrie im Allgemeinen. Häufig kommen Laser mit so hohen Leistungen beim Laser-Hybrid-Schweißen zum Einsatz, wenn also Laser- und Lichtbogenschweißen kombiniert werden.

Was das Alleinstellungsmerkmal der BrightLine Technologie ist

„Aber auch für das Schneiden von Blech und Stahl ist die neue TruDisk-Generation bestens geeignet“, ergänzt Papastathopoulos. „Dank der Trumpf Technologie BrightLine können unsere Kunden auf ihren Maschinen flexibel und quasi auf Knopfdruck dicke und dünne Materialien schneiden – das ist unser Alleinstellungsmerkmal und für unsere Kunden ein echter Mehrwert.“

Zentraler Bestandteil der BrightLine Technologie ist ein von Trumpf patentiertes 2in1-Laserlichtkabel (LLK) mit einem inneren und einem äußeren Faserkern. Ein TruDisk-Scheibenlaser koppelt Laserlicht in das LLK ein und verteilt die Laserleistung mit Hilfe einer sogenannten Keilweiche auf den inneren und äußeren Kern. Dadurch lassen sich Leistung und Strahlenprofil des Lasers flexibel und besser als sonst an die zu bearbeitende Blechdicke anpassen. Ob nun beim Schneiden oder Schweißen: BrightLine verteilt den Laser und seine Energie je nach Material und Dicke optimal auf dem Werkstück. Beim Schneiden führt das zu glatten Kanten, beim Schweißen zu reduzierter Spritzerbildung und höherer Schweißnahtqualität.

Darüber hinaus verfügt auch die sechste Generation TruDisk über bewährte Features, etwa dem sogenannten Strahlführungssystem. Mehrere Laserabgänge ermöglichen es hierbei, das Laserlicht ohne Kompromisse bei Leistung und Strahlqualität über steckbare LLK an mehreren Lasersystemen einzusetzen. Die aktive Leistungsregelung sorgt für hohe Leistungs- beziehungsweise Prozessstabilität. Das patentierte TruDisk Resonator-Design und der neu designte LLK-X Stecker sorgen dafür, dass der Laser auch hochreflektierende Materialien wie Kupfer bearbeiten kann, ohne dass er durch die Lichtreflektionen ausfällt.

Mit Material von Trumpf.