El grabado químico fotográfico brinda a los fabricantes la ventaja en la producción de vehículos eléctricos

La reducción de peso es una parte esencial de la revolución EV, un objetivo que se puede lograr mediante el grabado, aplicaciones adecuadas que incluyen conectores de baterías alcalinas y barras colectoras.

Jochen Kern, Jefe de Ventas y Marketing, | micrometal GmbH

El grabado fotoquímico (PCE) es la opción perfecta para la producción de componentes metálicos en la cadena de suministro de tren motriz alternativo que cambia rápidamente. Su versatilidad y precisión permite la fabricación de diferentes prototipos sin importar cuántas iteraciones de diseño, incluso en aleaciones con memoria de forma.

La reducción de peso es una parte esencial de la revolución EV, un objetivo que se puede lograr mediante el grabado, aplicaciones adecuadas que incluyen conectores de baterías alcalinas y barras colectoras. Además, se pueden grabar simultáneamente dos lados de una placa. Las placas de refrigeración para los sistemas de gestión de baterías pueden fabricarse con acero, titanio o aluminio, y las placas bipolares para pilas de pilas de combustible también son posibles con estos mismos metales.

Las tecnologías de movilidad nuevas y sostenibles tienen una gran demanda debido a la creciente demanda de sistemas de propulsión alternativos impulsados ​​por iniciativas en Europa y Estados Unidos.

En la UE, la Comisión Europea se ha fijado el objetivo de que al menos el 30 % de los coches nuevos vendidos sean eléctricos para 2030. Para ayudar a alcanzar este objetivo, hay una serie de incentivos financieros disponibles, incluidas subvenciones para comprar vehículos eléctricos e instalar puntos de carga. . La Comisión también está trabajando en el desarrollo de una red integral de infraestructura de carga en toda Europa.

En Estados Unidos, el gobierno federal ofrece un crédito fiscal de hasta $7500 por la compra de un vehículo eléctrico. Varios estados también tienen sus propios programas de incentivos. Además, el Departamento de Energía de EE. UU. está invirtiendo más de $4 mil millones para desarrollar una red nacional de estaciones de carga rápida.

Como proceso de fabricación de piezas metálicas de precisión, el PCE se adapta bien a la producción de algunos de los componentes críticos de los vehículos eléctricos, como las placas bipolares utilizadas en las celdas de combustible, haciéndolos de manera rentable, precisa y rápida, mientras que al mismo tiempo estimular la innovación proporcionando libertad de diseño.

PCE es un método sustractivo de procesamiento de metales que implica la eliminación selectiva de metal de una superficie metálica plana con el uso de un reactivo químico para producir formas o patrones deseados. El proceso captura dibujos CAD en herramientas fotográficas transparentes y luego los convierte en una imagen negativa que se desarrolla en una fotoprotección que cubre la superficie metálica.

El proceso tiene una serie de beneficios, ya que produce piezas intrincadas, con patrones complejos o perfiles de apertura variados en láminas metálicas delgadas que van desde decenas de micras hasta alrededor de 2 milímetros de espesor. Supera a otros métodos, como el corte y estampado de metales tradicionales.

El grabado se puede emplear para trabajar en una amplia gama de metales, desde aceros inoxidables hasta cobre y níquel hasta aluminio, sin olvidar los materiales revestidos y las aleaciones con memoria de forma. Cada metal tiene sus propias características de grabado, y la experiencia del especialista en PCE que elija adaptará las químicas de grabado al metal preciso que se está procesando para obtener un rendimiento óptimo y excelentes resultados.

Dado que se espera que el mercado mundial de pilas de combustible alcance los 25.000 millones de dólares para 2025, la presión internacional sobre la diversificación energética ha generado un ambiente de inversión entusiasta hacia fuentes de energía alternativas, de las cuales las pilas de combustible están cerca de ser las más eficaces.

El requisito de que las pilas de combustible sean cada vez más eficientes y rentables está teniendo un gran impacto en los materiales utilizados y los métodos de fabricación elegidos.

Históricamente, el grafito mecanizado por CNC ha sido el material elegido para producir placas de celdas de combustible bipolares. Desafortunadamente, es bastante caro y sufre de una permeabilidad excesiva, lo que lo hace inadecuado para la producción en masa. Las aleaciones metálicas como el acero inoxidable y el titanio están ganando popularidad debido a su rentabilidad y facilidad de fabricación. Además, el acero inoxidable ofrece muchos beneficios excelentes para las aplicaciones de celdas de combustible, que incluyen una resistencia, estabilidad química y durabilidad notables.

Las celdas de combustible están compuestas de placas maquinadas intrincadamente con ranuras o canales para permitir el flujo de gas y líquido, pero la escalabilidad y la capacidad de las técnicas de mecanizado CNC, hidroformado y estampado son cuestionables.

El estampado y el hidroformado son técnicas comunes de trabajo de metales, sin embargo, estos procesos pueden causar problemas de planeidad, así como también estrés y rebabas. Además, los procesos de mecanizado de un solo punto y las herramientas de trabajo a presión pueden consumir mucho tiempo y ser costosos, especialmente durante la investigación y el desarrollo.

PCE proporciona a los fabricantes un medio viable para producir componentes complejos, como placas de celdas de combustible bipolares, con beneficios notables.

Utilizando herramientas digitales en lugar de herramientas duras, PCE ofrece el beneficio significativo de ser rentable y permite que los diseños se personalicen fácilmente. Esto es enormemente ventajoso en términos de optimización sin incurrir en gastos excesivos.

El proceso facilita el escalado rápido de un prototipo a una producción de alto volumen, casi sin límite en la complejidad de los componentes, ideal para placas de celdas de combustible que deben estar libres de imperfecciones para unir con éxito la pila. No afecta el temple ni las propiedades de los metales, es adecuado para todos los grados de acero y la precisión está garantizada en ±0,025 mm; todo hecho en días en lugar de meses.

PCE es una tecnología versátil que permite la eliminación simultánea de metal. Esto permite grabar patrones y canales complejos con una precisión de 0,025 mm en ambos lados de la placa, con características como cabezales, colectores o puertos que se pueden lograr fácilmente sin costo adicional.

En Micrometal Etching Group, también podemos producir estos componentes en ciertos metales exóticos y difíciles de mecanizar, como el titanio, para un peso más ligero y una protección superior contra la corrosión en aplicaciones de celdas de combustible de alta temperatura.

El proceso PCE es una opción convincente para la fabricación de piezas de chapa complejas en múltiples aplicaciones, debido a su versatilidad. Este enfoque puede estimular la innovación, eliminando las barreras inherentes a las tecnologías de fabricación tradicionales y, por lo tanto, proporcionando a los ingenieros de diseño más libertad.

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