Die richtige Vorbereitung Laser machen Batterien sicher und schützen vor Oxidation

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Trumpf hat Laseranwendungen zur Klebe- und Beschichtungsvorbereitung für die Batterieproduktion und zum Korrosionsschutz von Aluminiumbauteilen entwickelt, die auf der Messe „Parts2clean“ präsentiert werden.

Trumpf macht per Lasertechnik Batterien von Elektroautos sicherer und schützt Autos vor Rost, heißt es. Die selektive Oberflächenbearbeitung mit dem Laser ist in der Automobilindustrie nämlich eine saubere und schnelle Alternative zu chemischen Prozessen, um etwa hohe Haftfestigkeiten von Klebstoffen oder Beschichtungen zu gewährleisten. Auf der Messe „parts2clean“ in Stuttgart zeigt Trumpf deshalb ein Portfolio an Fertigungssystgemen für die Oberflächenbearbeitung. Im Spotlight stehen der Kurzpulslaser Trupulse 5050 nsano und die Scanneroptik PFO33 sowie eben Beispielbauteile für die Klebevorbereitung und den Korrosionsschutz. Batteriezellen, heißt es weiter, müssen beschichtet oder foliert werden, bevor sie in die Batteriemodule oder in die Batteriewannen geklebt werden. Die Beschichtung schützt dann vor Kurzschlüssen und Umwelteinflüssen. Sie erhöht also die Sicherheit und Lebensdauer der Batteriezellen.

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Aber vor dem Auftrag der Beschichtung und des Klebstoffes reinigen die Hersteller die Zellen, wobei bestimmte Flächen der Batteriewannen mit Kurzpulslasern vorbehandelt werden, so Trumpf. Die dabei einwirkenden, extrem kurzen Lichtpulse treffen die Oberfläche des Materials, ohne das es beschädigt wird. Die Trumpf-Laser entfernen dabei zuverlässig Öle, Rost, Oxide und andere Rückstände, was für eine langzeitstabile Haftung der Beschichtung und des Klebstoffes sorgt, ohne, dass aggressive Chemikalien oder mechanisches Reiben nötig sind. Die Laser lassen sich außerdem leicht in automatisierte Fertigungslinien integrieren. Die Automobilindustrie setzt beim Karosseriebau außerdem vermehrt auf große Aluminiumgussteile. Experten nennen das Mega- oder Giga-Casting. Diese Teile erhalten beim Gießen eine Schutzschicht, die vor Korrosion schützt.

Laservorbehandlung schützt Aluminium vor Oxidation

Doch das weitere Bearbeiten – etwa per Fräsmaschine – macht die Bauteile korrosionsanfällig. Das gelte besonders dann, wenn sie im Winter dem Streusalz ausgesetzt seien. Trumpf hat dafür aber eine Möglichkeit entwickelt, bei der der Laser die Oberfläche durch gezieltes Umschmelzen von wenigen Mikrometern und anschließendem schnellen Abschrecken homogenisiert. So werde Korrosion verhindert. In Tests, bei denen die Teile dann über Stunden mit Salzwasser besprüht wurden, zeigten sie keine sogenannte Unterwanderungskorrosion, heißt es weiter. Diese Technik wird laut Trumpf auch nicht nur bei Giga-Casting-Bauteilen eingesetzt, sondern auch bei den Gehäusen für die Elektromotoren von Elektroautos. Und zur Bearbeitung großflächiger Aluminiumteile, sollte man zur Scanneroptik PFO33 greifen, die mit einem gepulsten Laser der Trumicro-Serie 7000 arbeitet. Die Spiegel der PFO33 bewegen dabei den gepulsten Laserstrahl mit einer Geschwindigkeit von bis zu mehreren Metern pro Sekunde über das Bauteil. Das verkürzt die Taktzeiten, was ideal für die Serienfertigung in der Automobilindustrie ist, wie Trumpf anmerkt. Eine lokale Absaugung entfernt Rauch, Partikel und Aerosole, die während der Laserbearbeitung entstehen und den Bearbeitungsprozess stören könnten. Die laserbasierte Oberflächenbearbeitung bietet also erhebliche ökologische Vorteile im Vergleich zu konventionellen Verfahren. Denn Chemikalien sind nicht nötig und die kontaktlose Bearbeitung minimiert den Werkzeugverschleiß und den Materialabfall. Auch senkt die energieeffiziente, gezielte Bearbeitung mit dem Laser den CO₂-Fußabdruck in der Fertigung, wie es abschließend heißt.

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