Mobile-Menu

Serienproduktion von Wärmetauschern Fraunhofer IWU vergleicht drei Umformverfahren für Wärmetauscherplatten

Von Fraunhofer IWU 2 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Das Fraunhofer IWU stellt Herstellern von Wärmetauschern drei industriell qualifizierte Fertigungsverfahren zur Wahl. Grundlage sind Entwicklungsarbeiten aus der Bipolarplatten-Fertigung für Brennstoffzellen und Elektrolyseure.

Anders als beim klassischen Prägen erfolgt die Umformung beim Hohlprägewalzen kontinuierlich zwischen rotierenden Werkzeugen. Das senkt die erforderlichen Prozesskräfte erheblich und schafft die Voraussetzung für Produktionsraten von über 100 Bauteilen pro Minute.(Bild: Fraunhofer IWU)
Anders als beim klassischen Prägen erfolgt die Umformung beim Hohlprägewalzen kontinuierlich zwischen rotierenden Werkzeugen. Das senkt die erforderlichen Prozesskräfte erheblich und schafft die Voraussetzung für Produktionsraten von über 100 Bauteilen pro Minute.
(Bild: Fraunhofer IWU)

Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) bietet Unternehmen nach eigenen Angaben eine technologieoffene Bewertung von drei Fertigungsverfahren für metallische Wärmetauscherplatten an: Hohlprägen, Hochdruck-Blechumformung (Hydroforming) und Hohlprägewalzen. Alle drei Verfahren würden am Institut entwickelt, untersucht und für den industriellen Einsatz qualifiziert, teilte das IWU mit.

Nach Angaben des Instituts erwartet es beim Hohlprägewalzen das größte Entwicklungspotenzial. Anders als beim diskontinuierlichen Pressen erfolge die Umformung dabei kontinuierlich zwischen rotierenden Formwalzen, was die erforderlichen Umformkräfte reduziere und höhere Produktionsraten ermögliche. Während sich mit konventionellen Verfahren laut IWU bis zu 60 Bauteile pro Minute fertigen ließen, würden für das Hohlprägewalzen Produktionsleistungen von deutlich über 100 Bauteilen pro Minute prognostiziert.

Das Institut verfolgt nach eigenen Angaben einen Ansatz, bei dem Bauteile nach dem kontinuierlichen Hohlprägewalzen direkt aus dem Metallband getrennt, gefügt und gestapelt werden können – von der Coil-Rolle bis zur fertigen Wärmetauscherplatte in einer durchgehenden Fertigungslinie.

Drei Umformverfahren im Vergleich: Hydroforming, Hohlprägen und Hohlprägewalzen unterscheiden sich in Werkzeugaufwand, Umformkräften und Produktionsgeschwindigkeit.(Bild: Fraunhofer IWU)
Drei Umformverfahren im Vergleich: Hydroforming, Hohlprägen und Hohlprägewalzen unterscheiden sich in Werkzeugaufwand, Umformkräften und Produktionsgeschwindigkeit.
(Bild: Fraunhofer IWU)

Die Hochdruck-Blechumformung zeichne sich laut IWU durch eine gute Ausformung der Kanalstrukturen und hohe Bauteilgenauigkeit aus; da nur eine Werkzeuggravur benötigt werde, verringerten sich Werkzeugaufwand und Beschaffungszeiten. Das Hohlprägen gelte weiterhin als industrieller Standard für strukturierte Metallplatten und werde für viele Anwendungen als Referenztechnologie eingesetzt.

Die Kompetenzen für alle drei Verfahren stammen laut IWU aus langjährigen Entwicklungsarbeiten für Bipolarplatten in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren. Erkenntnisse etwa zur Verarbeitung dünnwandiger Edelstahlbänder und zur Auslegung von Strömungsstrukturen ließen sich auf die Fertigung von Wärmetauscherplatten übertragen, so das Institut.

Unternehmen können nach Angaben des IWU gemeinsam mit dem Institut Machbarkeitsstudien auf Basis von Musterbauteilen durchführen – bei einer Breite bis etwa 30 Zentimeter, einer Länge bis zu 1 Meter und Blechdicken bis 0,5 Millimeter. Daraus ließen sich Aussagen zur Umformbarkeit, zur erreichbaren Bauteilqualität, zur Wirtschaftlichkeit möglicher Prozessketten sowie zur Skalierung in die Serienfertigung ableiten.

(ID:50955217)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung