정밀한 연료전지 생산을 위한 혁신적인 3D 측정 기술 및 레이저 절단 광학장치

바이폴라 플레이트는 전극과 전해질을 분리하는 동시에 전극 사이에 전류를 전달하는 연료 전지의 중요한 구성 요소입니다. 따라서 안정적이고 전도성 있는 구조를 형성하기 위해서는 두께가 50~100미크론인 두 개의 플레이트를 기밀 상태로 용접해야 합니다. 이들은 종종 스테인리스 스틸과 같은 금속으로 만들어집니다.

 얇은 판의 접촉면을 결합할 때 용접은 일반적으로 매우 좁고 깊어 용접의 강도와 전도성이 높습니다. 레이저 용접은 스폿(스텝 또는 접촉 이음새) 또는 선(밀봉 이음새)과 같은 다양한 형태가 될 수 있습니다.

 바이폴라 플레이트당 약 1m의 용접이 필요합니다. 스택은 약 400개의 바이폴라 플레이트로 구성되므로 400m의 용접 심이 필요하며, 이는 최고 품질 표준을 충족해야 합니다. 단단해야 합니다. 높은 사이클 타임을 구현하기 위해 용접은 약 600~800mm/s, 즉 혹핑 한계 바로 아래에서 매우 빠르게 수행됩니다. 용접 공정 중에는 공정에 대한 세심한 모니터링과 제어가 필요합니다. 당사의 센서는 밀봉 이음새에서 누출을 유발할 수 있는 아주 작은 용접 결함도 감지합니다. 또한 모니터링 시스템은 밀봉 이음새의 빠른 용접 속도 또는 접촉 이음새의 짧은 용접 시간도 고려합니다. 엔드레스하우저는 최대 250kHz의 샘플링 속도로 샘플링합니다.

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작은 치수, 높은 정확도 요구 사항 및 임계 사이클 시간은 연료 전지 형상 측정의 주요 과제 중 일부입니다. 바이폴라 플레이트의 품질은 연료 전지의 효율과 전력 밀도에 매우 중요하기 때문에 치수 공차를 보장하기 위해 바이폴라 플레이트의 치수를 측정해야 합니다. 모니터링해야 하는 파라미터는 시트 두께, 채널의 깊이 및 폭, 채널 중심 거리 및 정밀한 설계 요구 사항입니다.

 이러한 측정 도전을 해결하기 위해 Precitec은 두께 측정을 위한 CHRocodile 2 DPS와 같은 세 가지 과제별 솔루션을 제공합니다;

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초정밀 3D 프로파일 검사를 위한 CHRocodile CLS 2;

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그리고 형상/형상 측정을 위한 플라잉 스팟 스캐너 310. 후자의 경우 이동식 포인트 덕분에 샘플을 이동할 필요 없이 큰 플레이트에서도 필요한 경로를 정확하게 측정할 수 있습니다.

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바이폴라 플레이트의 금속(금 또는 티타늄) 코팅 두께를 정확하게 측정하는 것이 과제입니다. 이러한 코팅은 부식을 방지하고 높은 전기 전도성을 보장하기 위해 정확한 두께를 가져야 합니다.

 연료 전지의 양극판 코팅을 측정하는 데 이상적인 솔루션은 전체 표면을 뛰어난 정밀도로 측정할 수 있는 Precitec Enovasense의 레이저 광열 기술입니다. 이 기술을 사용하면 비접촉, 비파괴, 비침입, 비방사선 방식으로 금속 코팅 두께를 빠르고 비용 효율적인 공정에서 뛰어난 수준의 반복성으로 측정할 수 있습니다. 생산 공정에 쉽게 통합할 수 있는 작고 가벼운 장치에서 온/오프라인 측정을 통해 공정 품질을 개선할 수 있습니다. 센서가 완전 자동화된 3축 제어 스테이션 HKL2에 내장된 경우 사전 프로그래밍된 사이클을 통해 여러 측정 지점을 몇 초 만에 처리할 수 있습니다.

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