Warum Start-ups im Energiesektor das Stempeln überdenken sollten

Der Kontext ist bekannt. Im Wettlauf um die Kommerzialisierung sauberer Energie arbeiten die Start-ups gegen die Zeit. Ob es sich um Wasserstoff-Brennstoffzellen, Elektrolyseure oder kompakte Wärmetauscher handelt, die Entwürfe ändern sich in der Anfangsphase häufig. Die Herstellung von Prototypen muss oft mehrfach wiederholt werden, bevor ein Produkt zur Serienreife gelangt.

Die Wahl des falschen Fertigungsweges kann die Entwicklungszeit um Monate verlängern und knappes Kapital in teuren Werkzeugen binden. Aus diesem Grund wenden sich immer mehr Innovatoren dem Ätzen zu.

Beim chemischen Ätzen werden Muster mit Hilfe kontrollierter Chemie direkt in Metallbleche aufgelöst. Da fotografische Masken verwendet werden, die direkt aus CAD-Dateien erstellt werden, und keine physischen Formen oder Matrizen, können Designänderungen zu vernachlässigbaren Kosten vorgenommen werden. Noch wichtiger ist, dass die Teile innerhalb von Tagen - manchmal sogar innerhalb von 24 Stunden - hergestellt werden können, im Vergleich zu den Wochen oder Monaten, die oft mit Stanzwerkzeugen verbunden sind.

Für neu gegründete Unternehmen kann diese Geschwindigkeit und Flexibilität von entscheidender Bedeutung sein. Ein Entwicklungsingenieur kann eine Komponente testen, sie verfeinern und innerhalb von zwei Wochen eine aktualisierte Version vorlegen. Diese Fähigkeit zur schnellen Iteration ohne unerschwingliche Kosten hilft den Unternehmen, ihre Produkte schneller investitionsreif zu machen und in Pilotprojekten einzusetzen.

Das Ätzen eignet sich auch gut für die Arten von Komponenten, die Energie-Start-ups benötigen. Bipolarplatten für Wasserstoffbrennstoffzellen, Durchflussplatten in Elektrolyseuren und kompakte Wärmetauscher mit gedruckten Schaltkreisen erfordern allesamt komplizierte Designs mit vielen feinen Kanälen und Löchern.

Diese sind schwierig zu bearbeiten oder zu stanzen, aber für das Ätzen, bei dem flache, grat- und spannungsfreie Teile entstehen, sind sie Routine. Da das Verfahren keine mechanischen Spannungen oder Hitzeschäden verursacht, behalten die entstehenden Komponenten ihre Materialintegrität bei, was bei der Arbeit mit anspruchsvollen Legierungen oder bei langfristiger Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung ist.

Diese Eigenschaften machen das Ätzen nicht nur zu einer bequemen Option, sondern ermöglichen auch Konstruktionen, die andernfalls unpraktisch wären. Komplizierte Flüssigkeitskanäle, enge Toleranzen und komplexe Geometrien können ohne Kostennachteile realisiert werden. Für Start-ups, die ihre Leistung unter Beweis stellen und Investitionen sichern wollen, bedeutet dies, dass sie sich auf die Optimierung des Designs konzentrieren können, anstatt Kompromisse einzugehen, um sich an ein Verfahren anzupassen.

Ein Beispiel dafür ist ein US-Unternehmen, das alkalische Austauschmembranen entwickelt, um die Kosten für grünen Wasserstoff zu senken. Ihre bahnbrechenden Materialien können die Stapelkosten um bis zu 80 Prozent senken und so dazu beitragen, die Gesamtkosten für Wasserstoff um ein Drittel zu reduzieren.

Precision Micro arbeitete mit seinem Kunden zusammen, um die ursprünglich für das Stanzen entworfenen Fließplatten so anzupassen, dass sie sich stattdessen für das Ätzen eignen. Da keine teuren harten Werkzeuge benötigt wurden, konnte der Prototyp schnell und kostengünstig hergestellt werden - ein entscheidender Vorteil für ein Start-up-Unternehmen, das die Kommerzialisierung beschleunigen möchte.

Vom Prototyp zum Scale-up

Während einige Unternehmen zum Stanzen übergehen, sobald das Volumen die Investition rechtfertigt, bleiben viele beim Ätzen, wenn die Entwürfe zu kompliziert oder leistungskritisch sind. In der Praxis durchläuft das Ätzen oft die entscheidende Entwicklungs- und frühe Produktionsphase und bietet die nötige Flexibilität, bevor Verfahren mit höheren Stückzahlen rentabel sind.

Neben Wasserstoff werden geätzte Teile bereits für Wärmetauscher in der Luft- und Raumfahrt, Stromschienen für Elektrofahrzeuge und Edelstahlgewebe für die Filtration eingesetzt. Die gleichen Qualitäten, die sie für Start-ups attraktiv machen - Schnelligkeit, Flexibilität und Präzision - werden auch in diesen Sektoren geschätzt.

Letztendlich werden das Stanzen und die maschinelle Bearbeitung immer einen Platz in der Fertigung haben, aber für Start-ups, die sich keine langen Verzögerungen oder teure Fehltritte leisten können, bietet das chemische Ätzen eine schnelle, flexible und kostengünstige Alternative. Es ist bedauerlich, dass viele Konstrukteure dieses Verfahren nicht in Betracht ziehen, einfach weil sie es nicht kennen. Im Kampf um saubere Energie werden jedoch die Unternehmen, die Technologien wie das Ätzen frühzeitig einsetzen, am ehesten die Ziellinie als Erste überqueren.

Um herauszufinden, ob das chemische Ätzen die richtige Lösung für Ihre Anwendung ist, können Sie Ihr Design hier hochladen oder Ben direkt unter ben.kitson@precisionmicro.com kontaktieren.