A növekvő hatékonysági követelmények, a növekvő termelési számok és a fokozódó költségnyomás új kihívások elé állítja a hőcserélők gyártóit. A döntő kérdés: Melyik gyártási technológia teszi lehetővé a legmagasabb alkatrészminőséget gazdaságos sorozatgyártás mellett a jövőben? A Fraunhofer IWU testreszabott válaszokat tud adni erre a kérdésre. A hagyományos eljárások mellett, mint az üregpréselés (prések) és a nagy nyomású lemezalakítás (hidroformálás), az intézet különösen egy rendkívüli termelékenységi potenciállal rendelkező technológiára összpontosít: az üregpréssel való alakításra.
A különlegesség: Mindhárom eljárást a Fraunhofer IWU fejleszti, vizsgálja és ipari alkalmazásokra minősíti. A vállalatok így technológia-semleges értékelést kapnak a számukra legjobban megfelelő gyártási stratégiáról. Az alapul szolgáló kompetenciák hosszú távú fejlesztési munkákból származnak, amelyeket a tüzelőanyag-cellák és elektrolizerek bipoláris lemezeihez végeztek.
Három technológia, három erősség
A fém hőcserélő lemezek finom csatornaszerkezeteket, magas méretpontosságot és reprodukálható minőséget igényelnek. Ugyanakkor a beruházási költségeket, az anyagfelhasználást és a kibocsátási teljesítményt gazdaságosan kell bemutatni. E követelményeknek a Fraunhofer IWU három különböző alakító technológiát kínál.
A nagy nyomású lemezalakítás különösen jó csatornaszerkezet-kialakítással és magas alkatrészpontossággal jellemezhető. Mivel csak egy szerszámgravírozás szükséges, csökken a szerszámigény és a beszerzési idő. A Fraunhofer IWU által kifejlesztett passzív nagy nyomású lemezalakítás emellett jelentősen egyszerűsíti a szükséges berendezéstechnikát és lerövidíti a folyamatidőket. Az üregpréselés ma már ipari szabványnak számít a strukturált fémlemezek gyártásában. Az eljárás magas folyamatbiztonságot, bevált berendezéskoncepciókat és gazdaságos sorozatgyártást kombinál. Számos alkalmazás esetén továbbra is ipari referencia technológiának számít.
Amikor a termelékenység versenyelőnnyé válik
A legnagyobb fejlődési ugrást azonban a Fraunhofer IWU az üregpréssel való alakítástól várja. A diszkontinuális présektől eltérően az alakítás folyamatosan történik forgó formázó hengerek között. Ez a folyamatkinematika jelentősen csökkenti a szükséges alakító erőket, és egyúttal lényegesen magasabb termelési sebességeket nyit meg. Míg a hagyományos eljárásokkal legfeljebb 60 alkatrész/perc valósítható meg, az üregpréssel való alakítás esetén jelentősen 100 alkatrész/perc feletti termelési teljesítmény prognosztizálható.
Különösen a jövőbeli piacok esetében, ahol magas darabszámok várhatóak, jelentős gazdasági potenciál keletkezik. A folyamatos gyártás kompaktabb berendezéskoncepciókat, magas anyaghatékonyságot és vonzó darabköltségeket tesz lehetővé. Főleg azonban az eljárás új perspektívákat nyit meg a teljesen integrált tekercsről tekercsre folyamatláncok számára.
A tekercsből (Coil) „közvetlenül” a hőcserélőhöz
A Fraunhofer IWU átfogó megközelítést követ. A középpontban nem csupán az egyes lemezek alakítása áll. Az üregpréssel való folyamatos alakítást követően az alkatrészek közvetlenül a szalagról leválaszthatók, összekapcsolhatók és halmozhatók. Így egy rendkívül termelékeny gyártási architektúra jön létre a tekercstől a kész hőcserélő lemezig. Különösen ipari méretekben így jelentősen csökkenthetők az alkatrészenkénti beruházási költségek, a kezelési igény és a gyártási idők. Az üregpréssel való alakítás valódi erőssége tehát nemcsak az alakító folyamatban rejlik, hanem annak kiváló alkalmasságában a magasan automatizált gyártósorok számára.
Hidrogénszakértelem a következő generációs hőcserélők számára
A technológiai alapot már a Fraunhofer IWU megteremtette. Számos kutatási és fejlesztési projekt keretében az intézet a fém bipoláris lemezek gyártását vizsgálta, értékelte és minősítette tüzelőanyag-cellák és elektrolizerek számára. Különösen azok a kérdések álltak a középpontban, amelyek ma is relevánsak a modern hőcserélők számára: rendkívül precíz csatornaszerkezetek, alacsony alakító erők, magas termelési sebességek és robusztus folyamatláncok.
A megszerzett ismeretek közvetlenül átültethetők a hőcserélő lemezek gyártásába. Különösen a vékony falú rozsdamentes acél szalagok feldolgozásából, a komplex áramlási struktúrák tervezéséből és a folyamatos gyártási folyamatok fejlesztéséből származó tapasztalatok megbízható alapot teremtenek az ipari alkalmazások számára a hőátadás területén.
Az ötlettől a megvalósíthatósági tanulmányig
Azok a vállalatok, amelyek új hőcserélő koncepciókat fejlesztenek vagy meglévő termékeket gazdaságosabban szeretnének gyártani, közösen értékelhetik a technológiákat a Fraunhofer IWU-val. A megvalósíthatósági tanulmányok mintaalkatrészek alapján készíthetők, amelyek szélessége körülbelül 30 centiméter, hossza legfeljebb 1 méter, és lemezvastagságuk legfeljebb 0,5 milliméter. Ezekből következtetéseket lehet levonni az alakíthatóságról, az elérhető alkatrészminőségről, a lehetséges folyamatláncok gazdaságosságáról és a sorozatgyártásra való skálázásról.
Kapcsolat:
www.iwu.fraunhofer.de
