“激光作為(wei) 一種先進工具,在可靠性、精度和效率方麵具有突出的優(you) 勢。激光技術有助於(yu) 實現氫燃料電池的經濟和技術潛力,從(cong) 而幫助企業(ye) 達到降本增效的目的。”卡門哈斯激光技術總監於(yu) 建兵在2022高工氫電年會(hui) 上表示,氫燃料電池對激光加工工藝要求很高,優(you) 化激光加工工藝能夠大大的降低氫燃料電池生產(chan) 成本。
在本屆年會(hui) 的電堆與(yu) 雙極板專(zhuan) 場,於(yu) 建兵發表了“氫燃料電池激光應用”的主題演講。他詳細介紹了激光在氫燃料電池碳紙、雙極板等方麵的應用,以及卡門哈斯激光企業(ye) 發展的核心競爭(zheng) 力。
激光加工助力氫燃料電池產(chan) 業(ye) 發展
於(yu) 建兵表示,激光加工在氫燃料電池核心零部件的生產(chan) 製造過程中可以起到重要作用。目前,卡門哈斯激光已在氣體(ti) 滲透膜(碳紙)切割,石墨雙極板雕刻,不鏽鋼、鈦合金雙極板焊接,不鏽鋼、鈦合金雙極板表麵(塗層)處理,質子交換膜打孔等項目上進行了測試。
在激光切割碳紙方麵,卡門哈斯激光經過調研發現,目前大部分企業(ye) 采用500-1000W連續單模激光器對碳紙進行切割。然而使用連續激光器熱量大,材料氣化不充分,容易有碳紙熔融物殘留,致使切麵邊緣硬度上升。這種方式切割出來的碳紙,在後期與(yu) 催化膜壓合過程中會(hui) 損傷(shang) 催化膜。從(cong) 而導致電堆企業(ye) 並不信任激光切割,更趨向於(yu) 使用刀模切割碳紙。
針對這種情況,卡門哈斯激光重新製定了切割方案,他們(men) 發現使用短脈寬脈衝(chong) 激光器或者綠光激光器進行測試,可以將邊緣材料瞬間氣化,也就不會(hui) 導致切麵邊緣硬度上升,可幫助電堆企業(ye) 消除對激光切割的誤解。
在石墨雙極板加工方麵,目前主要的加工方法是機械銑削或高溫熱壓成型,這樣加工難度很高,而且機械銑削易碎,加工速度較慢。卡門哈斯激光認為(wei) ,激光雕刻替代機械銑削,可以彌補以上加工缺點,同時減少了機器數量和人工成本。
在金屬雙極板焊接方麵,激光焊接可替代密封墊圈。一般采用14um芯徑單模連續1000W激光器加CNC/振鏡聯動係統的方案,因連續激光器熱量偏大,功率響應速度較慢,在短距離(
卡門哈斯激光推出的YLPN納秒脈衝(chong) 激光器,因納秒脈衝(chong) 激光器焊接熱量小,功率響應速度快,在短距離(
在複合材料雙極板表麵(塗層)處理方麵,因其主要加工方式為(wei) 注塑和焙燒,生產(chan) 技術難度較高。使用激光表麵熱處理,可以實現塗層改性。目前卡門哈斯激光的YLPN激光器,可實現金屬表麵多種塗層的改性,在改變導電性、增加附著強度的同時保持材料不變形。
提供激光光學係統一站式解決(jue) 方案
卡門哈斯激光科技(蘇州)有限公司成立於(yu) 2016年2月,是一家激光光學元器件及激光光學係統解決(jue) 方案集研發、生產(chan) 、檢驗、應用測試、銷售於(yu) 一體(ti) 的國家高新技術企業(ye) 。公司擁有一支專(zhuan) 業(ye) 和富有實際工業(ye) 激光應用經驗的激光光學研發和技術團隊,是國內(nei) 外少數具備從(cong) 激光光學元器件到激光光學係統垂直整合的專(zhuan) 業(ye) 智造商。
目前卡門哈斯激光積極布局新能源汽車領域,包括氫燃料電池、動力電池、扁線電機激光市場化應用,為(wei) 客戶提供激光光學係統一站式解決(jue) 方案。主營產(chan) 品包括:激光掃描焊接係統、激光掃描清洗係統、激光切割係統、激光標刻係統、激光深雕係統和大幅麵3D動態激光掃描係統。
於(yu) 建兵介紹,卡門哈斯激光旨在將激光工藝的優(you) 勢和新能源行業(ye) 的產(chan) 品製程工藝結合起來,發揮激光工藝的優(you) 勢同時推動產(chan) 品的製造工藝進一步提高。目前已實現對金屬雙極板表麵清洗每秒1000mm²的清洗效率,同時保證產(chan) 品不變形;其金屬雙極板焊接效率可達到每秒500mm,厚度T=0.1mm (sus316L) ,焊接有效熔深0.1
下一步,卡門哈斯激光計劃在石墨雙極板激光雕刻、金屬雙極板低凸起激光焊接和大幅麵動態激光切割係統對薄膜切割上進一步提升工藝。卡門哈斯激光希望通過與(yu) 氫燃料電池產(chan) 業(ye) 鏈相關(guan) 的激光設備集成商合作,一起探討激光加工解決(jue) 方案,幫助企業(ye) 達到降本增效的目的。
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