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| Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Monday, September 16, 2019, Saal 6 12:00 PM
DVS-STUDENTENKONGRESS
Anwendungsstrahlschweißen
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| Title: |
Verfahrensvergleich zum stoffschlüssigen Fügen metallischer Bipolarplatten
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| Authors: |
Tim Eßbach* / TU Chemnitz, Deutschland
Holger Letsch / TU Chemnitz, Deutschland
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| Abstract: |
Mit modernen Konzepten der Elektromobilität begegnet der Automobilbau zunehmenden Forderungen nach Emissionsreduzierung und nachhaltiger Ressourcennutzung, wobei das Potenzial batterie-elektrischer Fahrzeuge derzeitig überwiegend im Bereich der Kurzstreckenmobilität liegt. Eine Möglichkeit um konventionelle Verbrennungsmotoren in Funktionalität und Komfort zu substituieren sehen Automobilbauer in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen auf der Basis von Niedertemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (NT-PEM-BZ). Eine wesentliche funktions- und kostenwirksame Komponente eines Brennstoffzellensystems stellen mit derzeitig ca. 400 Stück je Fahrzeug die metallischen Bipolarplatten dar. Bipolarplatten bestehen aus zwei miteinander gefügten Hälften und erfüllen die Funktionen der elektrischen Kontaktierung zweier benachbarter Zellen, die Zuführung, Verteilung und Abführung der Reaktionsgase und Abprodukte, die Wärmeleitung und abfuhr, die Trennung der Reaktionsgase zweier benachbarter Zellen sowie die mechanische Stabilität des Gesamtstapels. Um die Funktion der Bipolarplatten zu sichern sind eine Vielzahl von Fügestellen zwischen den beiden umformtechnisch hergestellten Halbzeugen zu realisieren. Im Rahmen der Untersuchungen wurden hierzu Fügetechnologien zum flächigen Fügen mittels Diffusionsschweißen und linienförmigen Fügen mittels Laserstrahlschweißen verglichen. Dabei wurden grundlegende Parameter und Randbedingungen für das Fügen metallischer Folien mit Materialdicken d 100 µm im Überlappstoß für beschichtete und unbeschichtete Halbzeuge des Werkstoffes 1.4404 ermittelt und die Verbindungseigenschaften bewertet. Aufgrund seiner konstruktiven Freiheitsgrade, der berührungslosen und kräftefreien Arbeitsweise und der Möglichkeit den Energieeintrag in das Bauteil exakt zu steuern stellen insbesondere laserstrahlbasierte Fügetechnologien eine aussichtsreiche Variante für das Verbinden der metallischen Bipolarplatten dar.
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