Avec l’amélioration constante de l’efficacité des piles à combustible pour les navires et les avions, le besoin d’alléger ces dispositifs est devenu prépondérant. Cela conduit à un affinement de l’épaisseur des plaques bipolaires, ce qui rend indispensable l’emploi de technologies de pointe pour leur fabrication.
C’est dans ce contexte qu’une technologie de découpe laser pour ces fines plaques bipolaires a vu le jour, grâce à un projet collaboratif international de R&D innovant.
Une technologie novatrice développée en coopération internationale
Le fruit d’une recherche conjointe entre la Corée et l’Allemagne a permis de mettre au point cette nouvelle technologie. L’équipe de recherche composée de l’Institut Coréen de Mécanique et Matériaux (KIMM), de la petite et moyenne entreprise coréenne K-Lab, et des organismes allemands Fraunhofer Gesellschaft et BBW Lasertechnik a travaillé de concert pour développer un nouveau dispositif composite 2D on-the-fly. Celui-ci, en employant un scanner, permet la soudure et la découpe de matériaux pour des plaques bipolaires de piles à combustible d’une épaisseur de seulement 0.075mm.
La technologie 2D on-the-fly est une technologie de découpe laser qui génère le trajet optimal par le biais d’un algorithme pendant que le plateau se déplace de manière continue, le scanner corrigeant les erreurs de position.
Le système Top-Lamp, une avancée majeure
L’équipe de recherche a su répondre aux demandes des fabricants de piles à combustible. Ceux-ci nécessitent la soudure de plaques fines de grande échelle et de formes variées, tout en garantissant une découpe de haute qualité.
En utilisant la technologie conventionnelle où le plateau et le scanner se déplacent simultanément, l’équipe de recherche a réussi à développer une machine de traitement composite appelée Top-Lamp. Ce dispositif est capable de souder et de découper de grandes surfaces (400mm x 400mm ou plus) en diverses formes en couplant le bec de sortie de gaz de découpe au plateau.
Top-Lamp n’est pas seulement le nom de l’équipement nouvellement développé, c’est également le nom du projet de coopération internationale (Plateforme technologique pour les processus avancés de faisceau laser des plaques de piles à combustible métalliques).
Amélioration de la qualité et de l’efficacité grâce à la nouvelle technologie
Auparavant, avec la technologie 2D on-the-fly traditionnelle, il était difficile de contrôler précisément la forme du matériau en raison du changement de vitesse causé par l’accélération ou la décélération lors de la rotation pendant le processus de fabrication. De plus, la nécessité d’utiliser des équipements distincts pour la soudure et la découpe a augmenté le temps et le coût de traitement.
La technologie nouvellement développée améliore la qualité du traitement en réduisant les erreurs de couplage croisé grâce à une correction de position plus précise effectuée par le système de vision du scanner. De plus, le bec de gaz de découpe peut être fixé séparément au scanner ou à une autre scène, améliorant ainsi la qualité de la découpe. Enfin, le système de vision corrige la position centrale pour l’irradiation du faisceau laser au niveau de la gorge du bec.
Cela permet une soudure à haute vitesse et une découpe partielle en même temps, ce qui contribue à réduire les coûts et le temps de traitement.
Des retombées positives attendues pour divers secteurs
Le chercheur principal Su-jin Lee du KIMM déclare : « L’équipe de recherche allemande s’attend également à ce que la technologie la plus récente, développée par le biais de la recherche conjointe internationale, puisse être applicable à divers secteurs. Cette nouvelle technologie est significative en ce qu’elle peut répondre aux demandes du marché des piles à combustible pour l’amélioration de la qualité de traitement alors que l’épaisseur des plaques bipolaires pour les piles à combustible devient de plus en plus fine.«
En synthèse
La technologie de découpe laser développée grâce à cette coopération internationale représente une avancée majeure pour le secteur des piles à combustible. Elle répond à un besoin essentiel d’alléger ces dispositifs tout en garantissant une haute qualité de fabrication.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce qu’une cellule à combustible ?
Une cellule à combustible est un dispositif qui convertit l’énergie chimique d’un combustible en électricité par un processus de couplage à une réaction d’oxydation.
Qu’est-ce qu’une plaque bipolaire dans une cellule à combustible ?
Une plaque bipolaire est une partie essentielle d’une cellule à combustible qui sert à distribuer les gaz, à collecter les courants et à séparer les piles individuelles.
Qu’est-ce que la technologie 2D on-the-fly ?
La technologie 2D on-the-fly est une technologie de découpe laser qui génère le trajet optimal par le biais d’un algorithme pendant que le plateau se déplace de manière continue, le scanner corrigeant les erreurs de position.
Qu’est-ce que le système Top-Lamp ?
Le système Top-Lamp est une machine de traitement composite capable de souder et de découper de grandes surfaces en diverses formes. C’est le fruit d’un projet de coopération internationale.
Quels sont les avantages de la nouvelle technologie ?
La nouvelle technologie améliore la qualité du traitement, réduit les coûts et le temps de traitement, et répond aux demandes du marché des piles à combustible pour l’amélioration de la qualité de traitement.
Qui a développé cette nouvelle technologie ?
La technologie a été développée par une équipe de recherche internationale composée de l’Institut Coréen de Mécanique et Matériaux (KIMM), de la petite et moyenne entreprise coréenne K-Lab, et des organismes allemands Fraunhofer Gesellschaft et BBW Lasertechnik GmbH.
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