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Fehlerfrei von der Struktur bis zum Stack


In Brennstoffzellen kann bereits eine einzelne fehlerhafte Komponente zum Systemausfall führen. Anhand vollflächiger 3D-Scans lassen sich die Mikrostrukturen fertigungsnah und hochgenau kontrollieren.

Bild 1. Messung mit schnellem Mehrkanalsensor
[zum Vergrößern in das Bild Klicken]

Brennstoffzellen, die Teil des Elektromobilitätskonzepts sind, werden im Sandwich-Verbund aus einer Schichtung von mehreren Hundert Einzelkomponenten hergestellt. Ein einzelnes fehlerhaftes Bauelement eines sogenannten Stacks kann dabei zum Leistungsverlust und schlimmstenfalls Ausfall der kompletten Brennstoffzelle führen. Für den wirtschaftlichen Brennstoffzellenbetrieb spielt zudem der Wirkungsgrad eine entscheidende Rolle. Beeinflusst wird dieser maßgeblich von den Mikrogeometrien und der Rauheit der inneren Flächen und Kanäle, durch die der Wasserstoff be­ziehungsweise die Luft strömt. Ihre Mikrostruktur beschäftigt sowohl die Entwickler effizienter Brennstoffzellen als auch die Experten, die in der Fertigung die Qualität sichern.

 

Unabdingbare Voraussetzung für eine gleichbleibend hohe Produktionsqualität ist der Einsatz präziser und aussagekräftiger Messmittel – vom Wareneingang bis zur Ausgangskontrolle. Da die zu erfassenden 3D-Merkmale in der Regel eine sehr hohe Winkel- und Ortsauflösung erfordern, scheiden schnelle, großflächig arbeitende Bildverarbeitungsverfahren, zum Beispiel Stereo-Vision, oder Methoden der strukturierten Beleuchtung wie Streifenprojektion, ›Shape from Shading‹ oder Triangulation als Messmittel meist aus.

 

Schnelle, vollflächige Scans
Mit der Zielsetzung eines universal einsetzbaren Multi­sensorsystems hat das Unternehmen Nano­Focus aus Oberhausen im Rahmen des deutsch-niederländischen EU-Forschungsprojekts ›Supersurf‹ und in Kooperation mit Instituten, Herstellern und Anwendern von Brennstoffzellen eine maßgeschneiderte Lösung entwickelt. Das optische Verfahren verwendet neben einem konfokalen hochauflösenden 3D-Mikroskop ein schnelles konfokales 3D-Mehr­kanal-Profilometer (Bild 1).

 

 

Hersteller:
NanoFocus AG
46049 Oberhausen
Tel. +49 208 62000-0
info@nanofocus.de
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