FEINforming: Vorsprung durch Präzision
Die Feintool-Technologie ist ein Schlüssel für die Zukunftsfähigkeit der Brennstoffzelle. Die präzise Verarbeitung dünnster Materialstärken führt zu einer Gewichts- und Volumenreduktion und damit zu einer kompakteren Anordnung der Brennstoffzellen im Stack. Eine höhere Leistungsdichte im Zellstapel macht den Weg frei für leistungsstarke und kompakte Fahrzeugantriebe. Feintool bietet für die Produktion optimierter Bipolarplatten die kundengerechte Komplettlösung aus einer Hand:
- Auf die Bipolarplatten-Produktion spezialisierte Pressen
- FEM-optimierte Werkzeugkonstruktion
- Umfassendes Engineering-Services
- Prototypen-, Vorserien- und Serienproduktion
FEINforming –
die Formel für Innovation
Als Technologieführer bei Feinschneiden und Umformen haben wir mit FEINforming ein Verfahren entwickelt, das zu den innovativsten Herstellungstechnologien zählt in Bezug auf Präzision, Toleranz-Minimierung, Bauteiloptimierung und Wirtschaftlichkeit der Produktion. Bipolarplatten sind das Schlüsselbauteil von Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) Brennstoffzellen. Genau hier setzt FEINforming an. Der einzigartige Vorteil besteht darin, alle für den Stapelaufbau relevanten Innen- und Außengeometrien sowie das Strömungsfeld in einem integrierten Verfahren gleichzeitig zu produzieren. Daraus resultiert ein Höchstmaß an Präzision.
Die Verringerung von Gewicht, Materialstärke und Volumen der 200 bis 400 im Stack verbauten Bipolarplatten („Repeating cells“) führt zu einer höheren Leistungsdichte.
Die wichtigsten Konstruktionselemente eines Stacks sind die Bipolarplatte und die MEA. Diese definieren maßgeblich die Leistung des Stacks.
Die integrierte Membran-Elektroden-Einheit (MEA) besteht aus mehreren Schichten zur Weiterleitung des Reaktionsgases an die protonenleitfähige Membrane.
Die Bipolarplatte ist das Herzstück der Brennstoffzelle
Bei der in Fahrzeugen eingesetzten PEM-Technologie wird Wasserstoff (H2) mit Sauerstoff (O2) aus der Luft zu Wasser umgesetzt. Die Bipolarplatte spielt dabei die zentrale Rolle. Sie dient strukturell als Trägerplatte und bildet die beiden Pole der Brennstoffzelle – die H2 führende Anodenplatte und die Kathodenplatte für die O2-Zuführung. Ihre Aufgaben:
- Gleichmäßige Verteilung der Reaktionsgase (H2 und O2)
- Zuleitung der Gase zur Katalysatorschicht
- Abtransport des anfallenden Reaktionswassers
- Weiterleitung des aus der Reaktion resultierenden Stroms innerhalb des Zellenstapels von Zelle zu Zelle
- Effizientes Abführen der Reaktionswärme
Engineering –
präzise Umgesetzt
FEINforming ermöglicht Metallbearbeitung dünnster Materialstärken mit minimalen Toleranzen. Das perfektionierte Zusammenwirken von Presse (Feintool FB one) und Werkzeugen gewährleistet höchste Präzision. Die Optimierung von Materialeinsatz, Designumsetzung und Herstellung erschließt Potenziale bei Kostensenkung und Effizienzsteigerung der Brennstoffzellentechnologie. Mit FEINforming hergestellte Bipolarplatten zeichnen sich aus durch:
- Durchgängige Homogenität der Kanalhöhe ohne Schwankungen der resultierenden Materialstärke
- Exakt platzierte Referenzpunkte für das Laserschweißen
- Im Werkzeug integriertes Schneiden von inneren und äußeren Geometrien für höchste Präzision
- Umsetzung kleinster Radien
- Spezifisches Transfersystem für hohen Durchsatz
- Nur wenige Produktionsschritte
Kundenorientiertes Service-Portfolio
Machbarkeitsstudie
Mithilfe eines von Feintool entwickelten Simulationsverfahrens können wir umsetzbare Lösungen für das vorgegebene Zieldesign einer Bipolarplatte schnell identifizieren. Die Werkzeugkonstruktion erfolgt auf Basis einer virtuellen Bauteilanalyse. Durch ein repräsentatives Muster wird das Ergebnis in einem realen Testverfahren validiert, Verbesserungen der Werkzeuggeometrie können vorgenommen werden. In diesem Verfahren überprüfen und optimieren wir die Geometrie und vermeiden kostspielige und zeitaufwändige Iterationen im Serienwerkzeug.
Prototypen- und Vorserienfertigung
Ziel des Prototyping ist die Validierung und Optimierung der Stack-Leistung. Die Vorserienproduktion erfolgt bei Feintool in der Schweiz. In dieser Testphase wird das Design der Bipolarplatte in einem realen Stack getestet. Das Testverfahren deckt mögliche Design-Schwachstellen konsequent auf.
Serienproduktion
Feintool ist Ihr weltweit führender Technologiepartner für die kosteneffiziente und großvolumige Produktion von Präzisions-Blechteilen.
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- High-Performance-Bipolarplatten erhöhen die Leistungsdichte von Brennstoffzellen-Stacks und sind der Schlüssel für zukunftsfähige Brennstoffzellenantriebe
- Heben Sie mit uns das Zukunftspotenzial des wasserstoffbasierten Brennstoffzellenantriebs für nachhaltige Verkehrskonzepte
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