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Laserschweißlösung für Kupferverbindungen in Leistungselektronik
TRUMPF entwickelt KI-gestützte Laserschweißtechnologie zur effizienten und zuverlässigen Verbindung von Kupferleitern und Busbars in der Serienfertigung von Elektrofahrzeugen.
www.trumpf.com
Die neue Laserlösung von TRUMPF sorgt für effizientere Spannungsverteiler in Elektroautos. (Bild: TRUMPF)
Präzisionsschweißen durch Sensorintegration und Faserlaser
Die neue Systemlösung ersetzt herkömmliche mechanische Schraubverbindungen durch fest verschmolzene Gelenke, die einen signifikant geringeren elektrischen Widerstand aufweisen. Im Gegensatz zu Verschraubungen sind diese lasergeschweißten Verbindungen resistent gegenüber Vibrationen. Dadurch werden Energieverluste und die zusätzliche Wärmeentwicklung, die bei mechanischen Übergangswiderständen auftreten, minimiert.
Der technische Workflow wird in einer einzigen Laserstation durch die Synchronisation mehrerer Hardware- und Softwareschichten realisiert:
- Positionierung: Ein KI-gestütztes Bildverarbeitungssystem identifiziert die Kupferbauteile und positioniert den Laserstrahl mit Pixelgenauigkeit.
- Schweißprozess: Ein 9-kW-Faserlaser führt die Schweißung mit hoher Geschwindigkeit durch und erreicht dabei Einschweißtiefen von mehreren Millimetern in Kupfer.
- Überwachung: Ein System zur optischen Kohärenztomografie (OCT) überwacht die Einschweißtiefe in Echtzeit, um die strukturelle Integrität zu sichern und ein Durchschweißen zu verhindern.
KI-basierte Qualitätssicherung und Prozessgeschwindigkeit
Um die Stabilität in der hochproduktiven Serienfertigung zu gewährleisten, setzt das System künstliche Intelligenz sowohl für die Bauteilerkennung als auch für die abschließende Qualitätsprüfung der Schweißnaht ein. Dank der KI-gestützten Auswertung genügen wenige Trainingsbilder, um eine zuverlässige Bewertung der Nahtqualität sicherzustellen und die strengen Sicherheitsstandards für Hochvolt-Anwendungen zu erfüllen.
Die gesamte technische Sequenz – von der Erkennung über die Positionierung und das Schweißen bis zur Qualitätskontrolle – wird in deutlich unter einer Sekunde abgeschlossen. Diese kurzen Taktzeiten ermöglichen eine nahtlose Integration in bestehende Produktionslinien, ohne den Durchsatz zu verringern. Für größere Leiterquerschnitte ist die Architektur zudem auf leistungsstärkere TRUMPF Lasersysteme skalierbar.
Optimierung der Digital Supply Chain im Automobilbau
Durch die Konsolidierung mehrerer mechanischer Montageschritte in einem einzigen automatisierten Prozess reduziert die Lösung das Risiko für manuelle Montagefehler. Dieser Übergang unterstützt eine robustere digital supply chain für Hersteller von Elektrofahrzeugen, da für jede Schweißverbindung sofortige Prozessdaten und eine lückenlose Rückverfolgbarkeit zur Verfügung stehen. Zudem vereinfacht der Verzicht auf mechanische Verbindungselemente die Stückliste (Bill of Materials) und reduziert das Gesamtgewicht der Spannungsverteilereinheit.
Bearbeitet von Romila DSilva, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.
Um die Stabilität in der hochproduktiven Serienfertigung zu gewährleisten, setzt das System künstliche Intelligenz sowohl für die Bauteilerkennung als auch für die abschließende Qualitätsprüfung der Schweißnaht ein. Dank der KI-gestützten Auswertung genügen wenige Trainingsbilder, um eine zuverlässige Bewertung der Nahtqualität sicherzustellen und die strengen Sicherheitsstandards für Hochvolt-Anwendungen zu erfüllen.
Die gesamte technische Sequenz – von der Erkennung über die Positionierung und das Schweißen bis zur Qualitätskontrolle – wird in deutlich unter einer Sekunde abgeschlossen. Diese kurzen Taktzeiten ermöglichen eine nahtlose Integration in bestehende Produktionslinien, ohne den Durchsatz zu verringern. Für größere Leiterquerschnitte ist die Architektur zudem auf leistungsstärkere TRUMPF Lasersysteme skalierbar.
Optimierung der Digital Supply Chain im Automobilbau
Durch die Konsolidierung mehrerer mechanischer Montageschritte in einem einzigen automatisierten Prozess reduziert die Lösung das Risiko für manuelle Montagefehler. Dieser Übergang unterstützt eine robustere digital supply chain für Hersteller von Elektrofahrzeugen, da für jede Schweißverbindung sofortige Prozessdaten und eine lückenlose Rückverfolgbarkeit zur Verfügung stehen. Zudem vereinfacht der Verzicht auf mechanische Verbindungselemente die Stückliste (Bill of Materials) und reduziert das Gesamtgewicht der Spannungsverteilereinheit.
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