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Additive Innovationen

Fraunhofer-Know-how auf der Formnext 2025

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So hilft Pulverbettfusion bei der Batteriezellenentwicklung

Und das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (IGCV) in Augsburg beschleunigt die Batteriezellenproduktion durch das, was man mit der additiven Fertigung alles erreichen kann. Die Entwicklung moderner Batteriezellen durchläuft demnach mehrere Phasen, die sich vom Labormaßstab über erste Funktionsmuster bis hin zur industriellen Serienproduktion erstrecken. Was dabei oft übersehen werde sei, dass im gesamten Entwicklungsprozess die Zellgehäuse meist nur in sehr niedrigen Stückzahlen benötigt würden, weshalb klassische Fertigungsverfahren schnell unwirtschaftlich werden. Und Verfahren wie das Tiefziehen oder das Fließpressen brauchen komplexere und deshalb teure Werkzeuge voraus. Ein einzelnes Werkzeug kann, wie es weiter heißt, schnell im 6-stelligen Bereich den Geldbeutel belasten. Auch konventionelle Alternativen (Fräsen oder Kombinationen aus Biegen und Schweißen) brächten in dieser Hinsicht einige spezifische Herausforderungen mit sich. Genau das ist der Punkt, an dem die additive Fertigung mit dem sogenannten PBF-Verfahren (PBF = Pulverbettfusion) entscheidende Vorteile ins Feld führt. Iterationen im Design könnten dabei kurzfristig und ohne zusätzliche Werkzeugkosten umgesetzt werden. Damit sei es ideal für die frühen Phasen der Zellentwicklung, in denen Flexibilität, Geschwindigkeit und Effizienz bei der Gehäusebereitstellung das Geschehen dominierten.

Die Formnext 2025 nahm das Fraunhofer IGCV aus Augsburg zum Anlass, zu zeigen, wie das Verfahren Pulverbettfusion (PBF) die Batteriezellenentwicklung beschleunigen und günstiger machen kann.(Bild: Fraunhofer IGCV)
Die Formnext 2025 nahm das Fraunhofer IGCV aus Augsburg zum Anlass, zu zeigen, wie das Verfahren Pulverbettfusion (PBF) die Batteriezellenentwicklung beschleunigen und günstiger machen kann.
(Bild: Fraunhofer IGCV)

PBF-Bauteile wurden positiv auf Funktionalität getestet

Im Rahmen von Forschungsarbeiten am IGCV wurde Reinaluminium als Werkstoff für die additive Fertigung von Batteriezellgehäusen erfolgreich qualifiziert. Unter anderem durch gezielte Anpassungen der Belichtungsstrategie und den Einsatz vertikaler Stützstrukturen konnten dünnwandige Zellgehäuse mit hoher Maßhaltigkeit und geringer Verzugsneigung hergestellt werden. Auch die Dichtheit der Bauteile überzeugte, denn erfolgreich bestandene Heliumlecktests bei Wandstärken von nur 0,8 Millimeter bestätigen die Eignung des Verfahrens für funktionale Prototypen und Vorserienanwendungen, wie die Augsburger betonen. Ergänzend erreiche eine nachgelagerte Oberflächenbehandlung mittels Gleitschleifen dann durchaus Rauheitswerten (Ra) unter fünf Mikrometern. (pk)

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