Digital-holographisch
3D-Sensor sichert Qualität von Bipolarplatten

Ein Gastbeitrag von Holger Kock 3 min Lesedauer

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Ein digital-holographischer Sensor prüft die Qualität metallischer Bipolarplatten für Brennstoffzellen mit einer Genauigkeit im Bereich weniger Mikrometer und ermöglicht erstmals eine vollständige Inline-Qualitätskontrolle.

Ein am Fraunhofer-IPM entwickelter digital-holographischer Inline-Sensor sichert die Qualität von Bipolarplatten. Der 3D-Sensor vermisst die Bauteiloberfläche mit Mikrometergenauigkeit und liefert Daten für die Steuerung und Optimierung der Produktion.(Bild:  Fraunhofer-IPM)
Ein am Fraunhofer-IPM entwickelter digital-holographischer Inline-Sensor sichert die Qualität von Bipolarplatten. Der 3D-Sensor vermisst die Bauteiloberfläche mit Mikrometergenauigkeit und liefert Daten für die Steuerung und Optimierung der Produktion.
(Bild: Fraunhofer-IPM)

Die Sensordaten sind darüber hinaus Basis für einen digitalen Zwilling des gesamten Umformprozesses. Dieser soll helfen, Ursachen für wiederkehrende Fehler zu verstehen und den Fertigungsprozess zu optimieren.

Bipolarplatten sind Schlüsselkomponenten in Brennstoffzellen. Bis zu sechshundert dieser Bauteile werden in einer Brennstoffzelle zu Stapeln geschichtet; sie sorgen u.a. für die elektrische Verbindung sowie die Verteilung und Ableitung von Reaktionsgasen und Wasser. Metallische Bipolarplatten werden aus teilweise weniger als ein Zehntel Millimeter feinen Metallfolien Metallfolien beidseitig geprägt. Leicht schwankende Prozessparameter bei der Umformung führen zu typischen Fehlern wie z. B. Reißern, Falten oder Springbeul-Effekten, die die Funktion und Langlebigkeit der Brennstoffzelle beeinträchtigen. Solche Fehler konnten bisher nur durch eine nachgelagerte Qualitätskontrolle stichprobenartig erkannt werden. Im Rahmen eines Kooperationsprojekts der Fraunhofer-Gesellschaft und der Deutschen Forschungsgemeinschaft hat Fraunhofer-IPM gemeinsam mit der Universität Stuttgart sowie den Industriepartnern thyssenkrupp Automation Engineering und Chemische Werke Kluthe Sensortechnik und Simulationsverfahren entwickelt, die die Grundlage bilden für eine aktive Prozesskontrolle und Prozessoptimierung bei der Serienfertigung umgeformter Bipolarplatten.

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