Fabrication de plaques bipolaires : pourquoi les ingénieurs en piles à combustible devraient envisager la découpe chimique

Fabrication traditionnelle de plaques bipolaires

Les plaques bipolaires, un élément clé des piles à combustible, sont traditionnellement usinées en graphite, un matériau extrêmement coûteux et très perméable. À ce jour, de nombreux matériaux ont été évalués comme alternatives et, en raison de la demande de matériaux durables, relativement faciles à fabriquer et à un prix compétitif, les plaques bipolaires métalliques sont devenues de plus en plus populaires.

L'acier inoxydable, par exemple, présente toute une série de caractéristiques qui en font un matériau idéal pour les plaques bipolaires pour piles à combustible, notamment sa résistance inhérente, sa stabilité chimique, son faible coût et sa relative facilité de production en série.

emboutissage et hydroformage de plaques bipolaires

Les piles à combustible sont produites par l'empilement de plaques précises et complexes, usinées avec des rainures ou des canaux complexes qui permettent aux liquides et aux gaz de circuler. Elles peuvent être fabriquées par usinage CNC, hydroformage et emboutissage, mais ces procédés suscitent des interrogations.

Par exemple, l'emboutissage et l'hydroformage compromettent la planéité et introduisent des contraintes et des bavures. La production d'outils peut également être lente, coûteuse et peu rentable, en particulier pendant les phases de recherche et de développement.

Avantages de la découpe chimique des plaques bipolaires métalliques

Le processus de découpe photochimique offre aux fabricants des avantages significatifs lors de la production de plaques bipolaires métalliques pour les piles à combustible.

Outillage à faible coût

En premier lieu et surtout, la découpe ne nécessite pas d'outillage dur, l'utilisation d'un outillage numérique étant peu coûteuse à produire et à adapter, ce qui permet d'optimiser les conceptions à un coût minimal.

Rapidité d'approvisionnement

Le procédé permet de passer rapidement de la fabrication de prototypes à la fabrication de grandes séries, offre une complexité presque illimitée des pièces, produit des composants sans bavure ni contrainte (ce qui est particulièrement important pour les plaques de piles à combustible, où les imperfections peuvent compromettre la liaison des piles), n'affecte pas les propriétés du métal, convient à toutes les qualités d'acier et permet d'obtenir une précision de ± 0,020 mm, le tout dans des délais qui se mesurent en jours et non en mois.

Complexité du champ d'écoulement

La découpe chimique enlève simultanément le métal, ce qui signifie que des canaux ou des champs d'écoulement complexes peuvent être découpés sur les deux côtés de la plaque bipolaire en même temps.

Cette polyvalence permet aux concepteurs de varier la taille et la forme des canaux et d'incorporer des tuyaux collecteurs, des collecteurs et des ports sans coût supplémentaire.

Métaux pour plaques bipolaires

Precision Micro fabrique généralement des plaques bipolaires enacier inoxydable 316Ldans des dimensions allant jusqu'à 1500 mm x 600 mm, mais les plaques peuvent également être spécifiées dans des métaux tels que l'aluminiumou le titane pour un poids plus léger et une meilleure résistance à la corrosion.

Résumé

La polyvalence du processus de découpe photochimique, associée aux 60 ans d'expertise de Precision Micro en matière de découpe chimique, en fait une option convaincante pour la fabrication de plaques bipolaires, car elle élimine les obstacles inhérents aux technologies traditionnelles pour les ingénieurs concepteurs.