Strom für den Elektroflug: Chemisches Ätzen bei der Herstellung metallischer Bipolarplatten

Das Herzstück eines jeden Wasserstoff-Brennstoffzellensystems ist die Bipolarplatte - ein hochentwickeltes Bauteil, das sowohl die elektrische Leitfähigkeit als auch das Flüssigkeitsmanagement steuert. Es gibt zwar mehrere Herstellungsverfahren für Bipolarplatten, aber das fotochemische Ätzen ist ein vielseitiges, präzises und skalierbares Verfahren, das sich ideal für die besonderen Anforderungen des Elektroflugs eignet.

Die Luft- und Raumfahrt wird elektrisch - und skalierbar

In der Luftfahrt ist Gewicht gleich Leistung - aber auch Kosten und Herstellbarkeit. Während Graphit traditionell wegen seines geringen Gewichts und seiner chemischen Beständigkeit bevorzugt wird, ist es spröde, teuer und in großen Mengen schwer zu bearbeiten.

Metallische Bipolarplatten - in der Regel aus Edelstahl, Aluminium oder Nickellegierungen - sind in absoluten Zahlen schwerer, bieten aber erhebliche Vorteile in Bezug auf Kosten, mechanische Robustheit und Skalierbarkeit. Dies macht sie sowohl für UAV-Plattformen als auch für die kommerzielle Luftfahrt zunehmend attraktiv.

Dank chemischer Ätzung können Metallplatten in sehr dünnen Stärken (von 50 Mikrometern bis 2,5 mm) hergestellt werden, wodurch die Gesamtmasse des Systems bei gleichzeitiger Beibehaltung der strukturellen Integrität reduziert wird - ein Beitrag zur Minimierung des Gewichtsnachteils gegenüber Graphit.

Die Vorteile des chemischen Ätzens für die Herstellung von Bipolarplatten

1. Ermöglichung kompakter, leistungsstarker Designs

Brennstoffzellensysteme für Elektroflugzeuge erfordern kompakte, platzsparende Stapelarchitekturen. Das Ätzen unterstützt dies, indem es hochkomplexe Strömungsfeldmerkmale in dünnen Metallen erzeugt. Dadurch können die Ingenieure die Plattengröße reduzieren und die Stapeldichte maximieren, was für die Unterbringung von Brennstoffzellensystemen in engen Flugzeugstrukturen entscheidend ist.

2. Keine Verformung bei dünnen Metallen

Chemisches Ätzen ist ein spannungs- und gratfreies subtraktives Verfahren. Anders als beim Stanzen oder Bearbeiten wird dünnes Material nicht verformt oder die Ebenheit beeinträchtigt. Dies gewährleistet eine konsistente Abdichtung, eine verbesserte Haltbarkeit und eine zuverlässige Leistung bei unterschiedlichen Temperatur- und Druckbedingungen.

3. Agilität im Design - ideal für F&E und schnelle Iteration

Entwickler von Brennstoffzellen für die Luft- und Raumfahrt benötigen oft schnelle Prototypen und häufige Designänderungen. Das Ätzen verwendet digitale Werkzeuge und ermöglicht schnelle und kosteneffiziente Iterationen ohne hohe Werkzeugkosten. Dies macht es zum idealen Verfahren sowohl für die frühe F&E-Phase als auch für die laufende Designoptimierung.

4. Skalierbar für Klein- oder Großserienproduktion

Das Ätzen eignet sich gleichermaßen für die Entwicklung von Prototypen wie auch für die Produktion in großem Maßstab. Es unterstützt die Stapelverarbeitung mehrerer Teilegeometrien und senkt die Stückkosten bei steigenden Stückzahlen, was es zu einer zukunftsfähigen Lösung für die Vermarktung macht.

5. Material Vielseitigkeit

Das Ätzen ist mit einer Vielzahl von für die Luft- und Raumfahrt zugelassenen Werkstoffen kompatibel, darunter rostfreie Stähle, Aluminium und Nickellegierungen. Diese bieten ein ausgewogenes Verhältnis von Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und mechanischer Festigkeit und können durch Beschichtungen und Oberflächenbehandlungen weiter verbessert werden, um die Leistung in wasserstoffreichen Umgebungen zu erhöhen.

Unterstützung des gesamten Spektrums der elektrischen Luftfahrt

Wir von Precision Micro unterstützen eine wachsende Zahl von Brennstoffzellenprogrammen in der Luft- und Raumfahrt - von UAV-Entwicklern, die sich auf Langstreckenflüge konzentrieren, bis hin zu OEMs und Tier-One-Lieferanten, die Wasserstoffantriebe der Megawattklasse vorantreiben.

Unsere Fähigkeiten umfassen:

• Automatisierte chemische Ätzlinien für eine konsistente, hochvolumige Bipolarplattenproduktion
• AS 9100-akkreditierte Systeme für Qualität und Rückverfolgbarkeit in der Luft- und Raumfahrt
• Engagierte technische Unterstützung bei der Optimierung des Strömungsfelddesigns und der Kostensenkung

Ganz gleich, ob Sie einen Prüfstand oder einen flugtauglichen Demonstrator entwickeln oder die Serienproduktion vorantreiben wollen, das chemische Ätzen kann Ihnen helfen, die nächste Entwicklungsphase einzuleiten.

Zusammenfassung

Mit der Weiterentwicklung der elektrischen Luftfahrt wird die Nachfrage nach skalierbaren, kompakten und leistungsstarken Bipolarplattenlösungen weiter steigen. Metallische Platten, die durch chemisches Ätzen hergestellt werden, bieten eine leistungsstarke Kombination aus Designflexibilität, Produktionseffizienz und Kosteneffizienz.

Mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Unterstützung von Innovationen in der Luft- und Raumfahrt ist Precision Micro ideal aufgestellt, um Ihrem Programm zum Durchbruch zu verhelfen.

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