Schlüsselfertige Cleangantry-Anlage zur Bearbeitung von Batteriewannen mit Contourscan-Technik (Bilder: Clean-Lasersysteme)

Punktgenaue Laserbearbeitung

Hochpräzise Entlackung und konturgenaue Klebevorbehandlung in der Automobilindustrie

Neue Technologie:  Laserreinigung sowie Laservor- und nachbehandlung von Oberflächen und für Dichtungs- und Verbindungsflächen. Allein im Automobilbau, insbesondere in der Elektromobilität, gibt es etwa 30 Anwendungen.

Nahezu bei jedem Fahrzeug der Premiumklasse unterstützen die Clean-Lasersysteme GmbH (Cleanlaser)  den Produktionsprozess. Neben dem klassischen Automobilbau werden die Lasersysteme aus Herzogenrath verstärkt im Bereich der Elektromobilität eingesetzt.
Bei Elektronikbauteilen und Steuergeräten nutzen Hersteller und Zulieferer die Lasertechnik häufig zur Entlackung ,zur Massekontaktierung, ebenso wie zur Schweiß- und Lötvorbehandlung von Kabelschuhen, Airbag- oder Leitungskomponenten sowie zur Klebevorbehandlung von Steuergeräten. Zudem lassen sich Eloxalschichten oder Flussmittelreste auf Kühlkörpern rückstandsfrei entfernen.

Einsatzfeld Klebevorbehandlung

Zu den typischen Anwendungen im Bereich der Elektromobilität gehört zum Beispiel die Klebevorbehandlung von Batteriepaketen, Modulgehäusen und Flanschen für die Montage der Batterien. Die Klebevorbehandlung von unbeschichteten Batteriekästen und Komponenten für Batteriekästen aus Aluminium ist ein weiterer bedeutender Anwendungsfall. Durch die Laservorbehandlung lässt sich die Beschichtung ebenso einsparen wie das Aufbringen eines Haftvermittlers. Die Verklebung mit nicht ölverträglichen 1K kalthärtenden PU-basierten Klebstoffsystemen ist möglich und bereits umgesetzt.

Ein weiteres Einsatzfeld des Cleanlasers ist die Vorbehandlung von umgeformten Aluminium-Blechbauteilen vor dem Schweißen, die sowohl im klassischen Automobilbau als auch in der Elektromobilität vermehrt eingesetzt wird. Aber auch präzise Entlackungen lassen sich im Bereich der Dichtungszonen an der Kontaktstelle der Batteriewanne beziehungsweise des Deckels rückstandsfrei ausführen und somit die Dichtungsbereiche optimal für einen EMV-stabilen, elektrisch leitfähigen Übergang vorbereiten.
Die eingesetzten Batteriemodule müssen in der Regel punktuell im Innern des Batteriekastens massekontaktiert werden. Hier sind die hochpräzisen Cleanlaser von Vorteil, da sich Massepunkte in weniger als einer Sekunde prozesssicher und auf wenige hundertstel Millimeter genau erzeugen lassen. Auch komplexe Geometrien sind möglich.

Neben der Anwendung rund um die Batteriefertigung gibt es im Bereich der Elektromobilität auch Anwendungen rund um die Herstellung von Brennstoffzellen und den Antriebsstrang. Ein spezielles Verfahren dient der partiellen Entlackung von Kupferlackdraht zur Kontaktierung. Dabei ermöglicht die neue Spezialoptik Wireline die Rundum-Bearbeitung von Drähten im Durchlauf oder auch die statische allseitige Entlackung oder Abisolierung im Endbereich. Die Bearbeitung mit nur einem Lasersystem lässt aufgrund der Verteilung auf vier Bearbeitungsflächen eine kostengünstige Entlackung von Hairpins zur Herstellung von Statoren im Sekundentakt zu. Dabei lassen sich nicht nur PA-, sondern auch PEEK-beschichtete Drähte von der Isolation befreien und optimal verschweißen.
Darüber hinaus wird der komplette Stator mit Cleanlaser nach dem Tränkprozess von Harzresten befreit, um einen passgenauen und thermisch optimal angebundenen Einbau in das Motorgehäuse zu ermöglichen.

Die Darstellung zeigt typische Anwendungen der Cleanlaser-Technik im Bereich Elektronik, Steuergerät und Elektromobilität.

Konturgenau bearbeiten mit Contourscan

Bei der Laserklebevorbehandlung von Steuergeräten und Elektronikkomponenten sowie beim Entlacken der Kontaktierungsflächen von Batteriewannen ist Präzision von hoher Bedeutung. Dabei sind Dichtbereiche immer öfter konstruktiv bedingt durch komplexe Form und stetig variable Breite. Um diese Konturen mit minimalem Programmieraufwand konturgenau bearbeiten zu können, hat Cleanlaser die neue Contourscan-Funktionalität entwickelt. Dabei ist es möglich, die Bewegung der Automationstechnik mit dem Laserstrahlablenksystem in Echtzeit zu synchronisieren.

Vieles spricht für die neue Technologie: Die Programmierung der zu bearbeitenden Geometrie ist nicht mehr notwendig. Die Bahnberechnung der Maschine geschieht automatisch durch Import einer geeigneten dxf-Kontur aus den Zeichnungsdaten innerhalb weniger Minuten. Auch große Bauteile mit mehreren Quadratmetern Oberfläche können vollautomatisch bearbeitet werden. Die Maschinenautomation und die Position des Scanners werden in Echtzeit synchronisiert. Somit lassen sich auch Kreisbahnen und Bögen (etwa Verschraubungsbereiche in Dichtflächen) exakt und verzögerungsfrei bearbeiten. Auch bei großen Bauteilen sind Konturgenauigkeiten im Bereich weniger zehntel Millimeter möglich. Durch die variable und kontinuierliche Bahnsteuerung sowie die dynamische Anpassung des Maschinenvorschubs in Abhängigkeit von der Bearbeitungsbreite können die Dichtungs- und Kontaktierungsflächen in der Regel „in einem Durchgang“ also ohne Unterbrechung und Repositionierung bearbeitet werden. Nebenzeiten entfallen nahezu und die Auslastungseffizienz der Laseranlage wird optimiert. Weniger Laserleistung und damit eine geringere Investition und laufende Kosten führen zu einer besseren Qualität und geringeren Taktzeit als übliche bahnprogrammierte Robotersteuerungen.

Cleanlaser bietet schlüsselfertige Automationsanlagen mit integrierter Contourscan-Technik an, die auch in der elektromobilen Produktion Einzug gehalten haben. Die Maschinen basieren entweder auf der modularen Cleancell-Plattform oder der neuen Cleangantry, einer Portalanlagentechnik, die sich durch skalierbare Abmessungen bis 3 x 6 Meter und Optionen wie zum Beispiel Beladung über Schubladen oder Rundschalttische auszeichnen.

Mittels Messersonotrode ist die flächige Entgratung von gefrästen Flächen oder auch von Setzware effizient möglich.

► Clean-Lasersysteme GmbH

www.cleanlaser.de