Sonplas hat mit dem Laserschneiden ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Folien von Lithium-Ionen-Batteriezellen effizient und nachhaltig bearbeiten lassen. Zum Einsatz kommen kann diese Fertigungsmöglichkeit auch in vielen anderen Industrien, zum Beispiel in der Papier-, Solar- und Medizinbranche, bei Wasserstoffanwendungen wie H2 MEA. Insbesondere bei komplexen Formen ist sie deutlich wirtschaftlicher als etwa das klassisch eingesetzte mechanische Schneiden oder Stanzen: Es führt zu einer besseren Qualität, spart Betriebskosten, und der Anwender ist flexibler. Sonplas findet gemeinsam mit den Kunden die perfekte Lösung.

„Ein wichtiger Aspekt bei der Elektrodenherstellung ist es, eine optimale Schnittkantenqualität zu erreichen“, sagt Luca Schmerbeck, Produktmanager bei Sonplas. Der Sondermaschinenbauer aus Straubing entwickelt, baut und liefert maßgeschneiderte Prüf- und Montageanlagen insbesondere für die Automobil-, Elektronik- und Luftfahrtindustrie. Neben der Montage von Rotoren, Invertern und anderen Komponenten für elektrisch angetriebene Fahrzeuge beschäftigt sich Sonplas unter anderem mit der Herstellung von Batteriezellen. „Um die Produktivität zu erhöhen, bieten wir Lösungen, mit denen unsere Kunden Batteriefolien im Rolle-zu-Rolle-Verfahren mit Laser schneiden können, das sogenannte Notching“, erläutert Sonplas-Experte Schmerbeck. Dabei werden die Ränder der Folien on-the-fly bearbeitet.

Der Prozess erfolgt bei sehr hohen Bahngeschwindigkeiten von bis zu vier Metern pro Sekunde. Eine Verschmutzung der Elektroden durch Partikel bleibt dabei aus. Dazu kommt: Das System bearbeitet unterschiedliche Geometrien ohne Anlagenumbau. Die größten marktüblichen Elektroden befinden sich im Bearbeitungsbereich von 700 × 700 Millimetern. „Die Endergebnisse überzeugen mit hoher Genauigkeit. Und weil bei diesem berührungslosen Schneidvorgang der Wärmeeintrag gering ist, lassen sich ganz unterschiedliche Materialien bearbeiten – von Metall bis Papier, mit konstant guter Schnittqualität“, erläutert Schmerbeck. „Damit können wir dieses Verfahren auf sämtliche Branchen übertragen, in denen Folien wirtschaftlich geschnitten werden müssen.“ In der Blechbearbeitung ist der Laser mittlerweile fester Bestandteil vieler Fertigungsprozesse und eine äußerst wirtschaftliche Alternative zum Stanzen.

 

 

Laserschneiden oder doch Stanzen?

Effiziente und flexible Verarbeitung: Der Laserschneider ermöglicht schnelle und präzise Konturenschnitte – ganz ohne spezielle Werkzeuge.

Welches Verfahren geeignet ist, hängt von der Anwendung ab. Luca Schmerbeck: „Der Laser ist meist klar im Vorteil. Das gilt unter anderem in Sachen Kanten- und Oberflächenqualität.“ Und was, wenn komplexe Konturen oder unterschiedliche Komponenten im Wechsel bearbeitet werden müssen? Dann zeigt das Laserschneiden seine Stärken – das Verfahren arbeitet effizienter, schneller und genauer. Zudem ist der Anwender flexibler beim Produktwechsel. Während ein Laser unterschiedliche Konturen abfahren und der Betreiber Parameter wie etwa die Materialstärke flexibel einstellen kann, benötigt er beim Stanzen für jedes Bauteil und jeden Werkstoff das passende Stanzwerkzeug. Dieses nutzt sich aufgrund der gestanzten Materialien ab, muss nachgeschliffen oder sogar getauscht werden. Das sorgt für Stillstandszeiten und Materialkosten – was den Einsatz eines Lasers je nach Betriebszeit schnell amortisieren kann. Hier ist der Laser klar im Vorteil. In der Blechbearbeitung etwa lassen sich Einzelteile oder kleine Serien ohne Werkzeugwechsel in einem Arbeitsgang kostengünstig fertigen.

Einsatz in verschiedenen Branchen

Mit seiner Vielfältigkeit können Betreiber das Laserschneiden in ganz verschiedenen Branchen einsetzen – zum Beispiel in der Brennstoffzellentechnologie. In der Automobilbranche gelten Brennstoffzellen als Hoffnungsträger für die Energiegewinnung der Zukunft. Um sie kosteneffizient und mit hoher Qualität massenmarkttauglich herstellen zu können, setzen Fertiger immer häufiger Laser ein. Sie schneiden damit bis zu 100 Mikrometer dünne Metallplatten präzise und verschweißen diese anschließend prozesssicher zu gasdichten Stacks. „Wir bei Sonplas können aktuell Stärken ab acht bis zu 300 Mikrometer bearbeiten“, verspricht Schmerbeck. Das Verfahren eignet sich unter anderem auch für die Medizintechnik, etwa, um Filter zu fertigen. Hierfür spricht insbesondere der geringe Wärmeeintrag bei der berührungslosen Bearbeitung durch den Laserstrahl und das damit verbundene verzugsfreie Schneiden. Der thermische Laserprozess sorgt für eine Versiegelung der Schnittkanten beim Zuschnitt von synthetischen Textilien. „Der Anwender profitiert von sauberen und reproduzierbaren Schnittkanten. Eine Nachbearbeitung ist nicht mehr notwendig“, erklärt der Produktmanager.

 

 

„Eigentlich können wir uns noch viele weitere Branchen vorstellen“, sagt der Sonplas-Experte. Dazu gehört auch die gedruckte Elektronik. Dabei werden elektronische Bauelemente, Baugruppen und Anwendungen vollständig oder teilweise mittels Druckverfahren produziert. Mit dem Laser lassen sich die auf einer Kunststofffolie aufgedruckten Elektroniken ausschneiden.

„Gemeinsam mit dem Kunden finden wir bei Sonplas die perfekte Lösung. Denn für jedes Material, das sich auf einer Rolle befindet, gibt es auch den passenden Laser“, sagt Schmerbeck. „Wir haben die erforderliche Kompetenz im Haus, unsere Kunden optimal zu beraten und ihnen die passende Anlagentechnik zusammenzustellen.“