{"id":268337,"date":"2023-02-03T13:10:49","date_gmt":"2023-02-03T12:10:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/?p=268337"},"modified":"2023-02-03T13:10:49","modified_gmt":"2023-02-03T12:10:49","slug":"laserbasierte-herstellungsverfahren-mobiler-energiespeicher","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/laserbasierte-herstellungsverfahren-mobiler-energiespeicher-10268337\/","title":{"rendered":"Laserbasierte Herstellungsverfahren mobiler Energiespeicher"},"content":{"rendered":"

\"Lasermikrobearbeitung\"Das EU-Infrastrukturprojekt NextGenBat hat ambitionierte Ziele: Die Performance von mobilen Energiespeichern wie Batterien soll mit neuen Materialien und laserbasierten Herstellungsverfahren enorm gesteigert werden. Zum Einsatz kommt dabei ein Ansatz zur Parallelisierung von Laserbearbeitungsprozessen. Mittels einer Spezialoptik werden bis zu einigen Hundert Teilstrahlen erzeugt, die dann f\u00fcr eine signifikante Steigerung der Produktivit\u00e4t durch Parallelbearbeitung genutzt werden k\u00f6nnen. Doch nur eine Handvoll Spezialfirmen wie Pulsar Photonics beherrscht diese Technologie.<\/p>

Am Anfang stand ein Mega-Projekt: Zwei Jahre lang wurde an sechs Instituten aus Aachen, J\u00fclich und M\u00fcnster mit einem Etat von zehn Millionen Euro eine zukunftsweisende Infrastruktur f\u00fcr neue Produktionstechniken und Produktionskonzepte geschaffen. Es sollte die bereits in NRW vorhandene Forschungsinfrastruktur ausbauen, um optimale Bedingungen f\u00fcr regionale Unternehmen zur Erforschung und Entwicklung von Batterien der n\u00e4chsten Generationen zu schaffen.<\/p>

Mehr Produktivit\u00e4t dank Lasermikrobearbeitung<\/p>

Die Vorarbeiten des EFRE-Projekts setzt die Pulsar Photonics GmbH (60 Mitarbeitende) in Herzogenrath nun in die Tat um. Das 2013 gegr\u00fcndete Spin-off des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Lasertechnik ILT, eines der NextGenBat-Teilnehmer, ist laut Financial Times eines der TOP 1000 erfolgreichsten Unternehmen Europas. Den Erfolg verdankt es seiner umfassenden Kompetenz auf dem Gebiet der Laser-Mikrobearbeitung. Der Komplettanbieter entwickelt Prozesse und anwendungsspezifische Optiksysteme und integriert diese f\u00fcr seine Kunden in serienfertige, industriereife Anlagen. Damit k\u00f6nnen Laserquelle, Optik, Sensorik und Software in einem ma\u00dfgeschneiderten Gesamtsystem bestm\u00f6glich kombiniert werden, um kundenspezifisch jedes Material und Bauteil mit h\u00f6chster Qualit\u00e4t hochproduktiv und prozesssicher zu bearbeiten. In Eigenentwicklung entstehen optische Komponenten und Systeme zur Strahlformung und Multistrahlbearbeitung, mit denen sich das Bearbeitungstempo enorm steigern l\u00e4sst.<\/p>

In Sachen Batterietechnik erh\u00e4lt das Unternehmen seit Sommer 2020 Unterst\u00fctzung von Patrick Gretzki. Der Physiker hat das NextGenBat-Projekt am Fraunhofer ILT als Teamleiter Thin Film Structuring von Anfang an mitbetreut. Es entstand am Institut eine Rolle-zu-Rolle-Anlage, die Elektroden f\u00fcr Lithiumionen-Zellen trocknet und strukturiert, um so neue Eigenschaften, wie z.B. eine h\u00f6here Kapazit\u00e4t zur Steigerung der Schnellladef\u00e4higkeit zu erreichen. Sie wurde nicht im Laborma\u00dfstab, sondern als industriell einsetzbare Anlage errichtet, um die Batterieproduktion unter realen Bedingungen zu erproben. Gretzki, Abteilungsleiter f\u00fcr Systemkomponenten und optische Systeme, half damals beim Ein- und Aufbau der Optik mit: „Uns nutzen nun die Erfahrungen bei Kundenanfragen zum gro\u00dffl\u00e4chigen Strukturieren von Bauteilen.“<\/p>

Es handelt sich bei der Optik um eine von Pulsar entwickelte „MultiBeamMultiScanner“-Optik, bei der sich die Leistung des Lasersystems auf eine Vielzahl von Teilstrahlen aufteilen l\u00e4sst. Das Verfahren hat sich besonders bei Ultrakurzpuls (UKP)-Lasern bew\u00e4hrt, deren Leistung sich bei Einzelstrahlprozessen unter anderem wegen der zu hohen thermischen Belastung vom Werkst\u00fcck sonst nur begrenzt steigern l\u00e4sst. Mit mehreren parallel arbeitenden Laserstrahlen l\u00e4sst sich ein Szenario darstellen, bei dem jeder einzelne Teilstrahl an seinem Effizienzmaximum arbeitet.<\/p>

Zusammenspiel in Infrarot und Gr\u00fcn<\/p>

Die Optik aus Herzogenrath teilt die infrarote, gepulste Laserstrahlung in 24 Teilstrahlen auf, die ein rund 300 Millimeter breites Band einer Batterieanode strukturieren. Anschlie\u00dfend kann das Optikmodul in einem zweiten Prozessschritt mit einem gr\u00fcnen Laser dazu genutzt werden, um mit einem Einzelstrahl die einzelnen Batteriezellen auszuschneiden. Die Anlage am Fraunhofer ILT zeigt die Vielfalt an M\u00f6glichkeiten der laserbasierten Mikrostrukturierung f\u00fcr die Batterieproduktion auf.<\/p>

Doch was w\u00fcnschen sich potenzielle Anwender? „Die Kunden w\u00fcnschen sich zum einen einfach einstellbare Optiken mit wenig Kalibrieraufwand, die auf hohe Laserleistung optimiert sind und langzeitstabil in Produktionsumgebungen arbeiten“, erkl\u00e4rt Gretzki. „Zum anderen sind Scanner gefragt, die sich mit entsprechender Software- und Steuerungsunterst\u00fctzung synchronisieren lassen, um die Bearbeitung von mehreren Scanfeldern untereinander zu koordinieren. Oder sogar, wie in diesem Fall, mit der Bewegung eines Bandes synchronisiert wird. Der Bedarf nach derartig anspruchsvollen L\u00f6sungen steigt.“<\/p>

Viele Kundenanfragen decken sich mit den Entwicklungszielen des Fraunhofer ILT im NextGenBat-Projekt: Strukturieren und Funktionalisieren von Oberfl\u00e4chen. \u00c4hnliche Sonderl\u00f6sungen mit UKP-Lasern hat Pulsar Photonics bereits in industriellen Projekten verwirklicht. Die Schunk Group, ein international agierender Technologiekonzern aus Heuchelheim (bei Gie\u00dfen) \u00fcbernahm 2021 eine Mehrheitsbeteiligung an dem Unternehmen, um innerhalb der Gruppe das Know-how bei der Lasermikrobearbeitung mit UKP-Lasern zu Synergieeffekten zum Beispiel bei der Produktion von Brennstoffzellen und Redox-Flowbatterien zu nutzen.<\/p>

Ziel f\u00fcr 2023: Serienreife<\/p>

Wenige Technologien sind wirkliche Zukunftstechnologien. Die Multistrahlbearbeitung birgt hingegen enorm viel Potenzial, Produktionsschritte in Bezug auf Flexibilit\u00e4t, Digitalisierung und Kosteneffizienz zuk\u00fcnftig zu optimieren. Die Anwendungsfelder liegen im gesamten Bereich der Lasermikrostrukturierung, der Parallelbearbeitung von mehreren Bauteilen oder der generellen Parallelisierung von Laserprozessen. „Das Optikmodul der Rolle-zu-Rolle-Anlage dient uns als eine Art Optikbaukasten.“ Als n\u00e4chstes steht damit die Weiterentwicklung der kombinierten Multistrahlbearbeitung f\u00fcr eine serienreife Anwendung in der Industrie an. „Wir suchen noch Partner und Anwendungen, um das Konzept zu adaptieren und im Dauerbetrieb einer Produktion zu validieren. Wir k\u00f6nnen uns vorstellen, dass eine Vielzahl von Prozessen damit in Zukunft wirtschaftlich skaliert werden kann.“, so Gretzki.<\/p>

Das Projekt NextGenBat wurde vom Land NRW unter Einsatz von Mitteln aus dem Europ\u00e4ischen Fonds f\u00fcr regionale Entwicklung (ANBest-EFRE) gef\u00f6rdert.<\/p>

Pulsar Photonics<\/p>

Die Pulsar Photonics GmbH ist ein innovatives HighTech-Unternehmen im Bereich Lasertechnik. Das Leistungsspektrum umfasst Entwicklung, Produktion und Vertrieb von Lasermaschinen f\u00fcr die Materialbearbeitung durch Kurz- und Ultrakurzpulslaser. Eine weitere Kernkompetenz ist die Integration von Werkzeug- und Messsystemen, angepasst auf die individuellen Kundenw\u00fcnsche.<\/p>

Neben der Systementwicklung ist Pulsar Photonics kompetenter Partner f\u00fcr die Einzelteil- und Serienfertigung mit (Ultra-)kurzpulslasern. Kernprozesse sind das Strukturieren, Bohren und Pr\u00e4zisionsschneiden.<\/p>

Die Pulsar Photonics GmbH, gegr\u00fcndet im Jahr 2013, ist laut Financial Times und Statista eines am schnellsten wachsenden Unternehmen in Europa. Seit 2021 geh\u00f6rt Pulsar Photonics zur Schunk Group.<\/p>

Kontakt<\/b><\/p>

Pulsar Photonics GmbH<\/p>

Sonja Wichert<\/p>

Kaiserstra\u00dfe 100<\/p>

52134 Herzogenrath<\/p>

024075555511<\/p>

wichert@pulsar-photonics.de<\/p>

https:\/\/www.pulsar-photonics.de\/<\/a><\/p>

Die Bildrechte liegen bei dem Verfasser der Mitteilung.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Das EU-Infrastrukturprojekt NextGenBat hat ambitionierte Ziele: Die Performance von mobilen Energiespeichern wie Batterien soll mit neuen Materialien und laserbasierten Herstellungsverfahren enorm gesteigert werden. Zum Einsatz kommt dabei ein Ansatz zur Parallelisierung von Laserbearbeitungsprozessen.<\/p>\n","protected":false},"author":12,"featured_media":268338,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[91],"tags":[],"class_list":["post-268337","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-technik"],"amp_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/268337","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/users\/12"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=268337"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/268337\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":268339,"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/268337\/revisions\/268339"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/media\/268338"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=268337"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=268337"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=268337"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}