在氢技术领域,Fraunhofer IWU(弗劳恩霍夫生产工程研究所)是生产工程研发创新的重要推动者。该机构致力于开发和测试具有精细结构的双极板生产工艺,旨在实现燃料电池和电解槽的后续工业化批量生产。双极板作为燃料电池和电解槽的核心组件,其制造质量直接影响设备的性能和寿命。
面临挑战
极薄材料的机械性能分析:双极板通常由50-100微米的极薄材料制成,需要准确分析其机械性能。
严格的公差要求:在双极板成型过程中,必须确保严格的几何和尺寸公差,以保证其功能性和一致性。
早期缺陷检测:对半成品材料、工具和成品零件进行精确检测,以便在早期阶段发现并纠正缺陷。
测量系统与软件
为了应对上述挑战,Fraunhofer IWU采用了蔡司(ZEISS)的多款先进测量系统和软件。
测量系统
ATOS Q、ARAMIS、蔡司扫描电镜EVO、蔡司三坐标PRISMO等,用于高精度测量和扫描。
软件
INSPECT、CALYPSO、ZEN core等,用于测量数据的评估和分析。
解决方案
材料特性分析:通过绘制承载和动态材料特性,深入了解材料的机械性能。
几何和尺寸公差验证:利用高精度蔡司三坐标测量系统验证双极板的几何和尺寸公差,确保其符合设计要求。
全场表面扫描:通过蔡司三维扫描仪全场扫描获取整个表面的几何形状,确保无缺陷。
微观结构和材料性能分析:使用高精度显微镜和蔡司扫描电子显微镜(SEM)分析材料的微观结构和性能。
优势
全表面3D数据采集:基于CAD模型进行目标与实际对比,确保每个部件的几何精度。
虚拟校正:通过软件对部件的应力状态进行虚拟校正,优化设计。
高效数据可视化和评估:直观的软件界面提高了数据可视化和评估的效率。
高精度轮廓测量:结合触觉和非接触式测量技术,对流动通道进行高精度轮廓测量。
在Fraunhofer IWU的实验室中,专家们通过蔡司技术和设备,实现了双极板生产工艺的改善。例如,在双极板的成型过程中,利用蔡司蓝光三维三维扫描仪ATOS Q进行全场扫描,确保每个部件的几何形状符合设计要求。同时,通过ARAMIS系统对材料的动态特性进行分析,优化了材料的选用和加工工艺。
未来,随着技术的进一步发展,双极板的生产和检测将更加高效和精确,进一步推动氢技术的广泛应用。
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