Rastući zahtjevi za učinkovitošću, povećani proizvodni brojevi i rastući pritisak na troškove predstavljaju nove izazove za proizvođače izmjenjivača topline. Ključno pitanje je: koja tehnologija proizvodnje omogućava najvišu kvalitetu dijelova uz ekonomičnu serijsku proizvodnju? Fraunhofer IWU može dati prilagođene odgovore na ovo pitanje. Pored etabliranih postupaka kao što su valjanje šupljih dijelova (prešanje) i oblikovanje limova pod visokim pritiskom (hidroformiranje), institut se posebno fokusira na tehnologiju s izvanrednim potencijalom produktivnosti: valjanje šupljih dijelova.
Posebnost: Sva tri postupka razvijaju se, istražuju i kvalificiraju za industrijske primjene u Fraunhofer IWU. Poduzeća dobivaju otvorenu procjenu optimalne strategije proizvodnje za njihove zahtjeve. Temeljne kompetencije proizlaze iz dugogodišnjih razvojnih radova za bipolarne ploče u gorivim ćelijama i elektrolizatorima.
Tri tehnologije, tri snage
Metalne ploče izmjenjivača topline zahtijevaju filigranske strukture kanala, visoku dimenzionalnu točnost i reproducibilnu kvalitetu. Istovremeno, troškovi ulaganja, upotreba materijala i izlazna učinkovitost moraju biti ekonomski opravdani. Za te zahtjeve na raspolaganju su tri različite tehnologije oblikovanja u Fraunhofer IWU.
Oblikovanje limova pod visokim pritiskom odlikuje se posebno dobrom oblikovanošću struktura kanala i visokom točnošću dijelova. Budući da je potrebna samo gravura alata, smanjuju se troškovi alata i vrijeme nabave. Pasivno oblikovanje limova pod visokim pritiskom razvijeno u Fraunhofer IWU dodatno pojednostavljuje potrebnu tehnologiju postrojenja i skraćuje procesne vrijeme. Valjanje šupljih dijelova danas se smatra industrijskim standardom za proizvodnju strukturiranih metalnih ploča. Ovaj postupak kombinira visoku sigurnost procesa, etablirane koncepte postrojenja i ekonomičnu serijsku proizvodnju. Za mnoge primjene i dalje predstavlja industrijsku referentnu tehnologiju.
Kada produktivnost postane konkurentska prednost
Najveći razvojni poticaj očekuje Fraunhofer IWU u valjanju šupljih dijelova. Za razliku od diskontinuiranog prešanja, oblikovanje se odvija kontinuirano između rotirajućih valjaka. Ova procesna kinematika značajno smanjuje potrebne sile oblikovanja i istovremeno otvara znatno veće proizvodne brzine. Dok se konvencionalnim postupcima može realizirati do 60 dijelova po minuti, za valjanje šupljih dijelova predviđaju se proizvodne performanse od znatno preko 100 dijelova po minuti.
Posebno za buduće tržište s visokim brojem komada, to stvara značajan ekonomski potencijal. Kontinuirana proizvodnja omogućava kompaktnije koncepte postrojenja, visoku učinkovitost materijala i atraktivne troškove po komadu. Prije svega, ovaj postupak otvara nove perspektive za potpuno integrirane procese od role do role.
Od role 'direktno' do izmjenjivača topline
Fraunhofer IWU prati sveobuhvatan pristup. U središtu nije samo oblikovanje pojedinačnih ploča. Nakon kontinuiranog valjanja šupljih dijelova, dijelovi se mogu izravno odvojiti, spojiti i složiti iz trake. Tako se stvara visoko produktivna proizvodna arhitektura od role do gotove ploče izmjenjivača topline. Posebno u industrijskom mjerilu, to značajno smanjuje troškove ulaganja po dijelu, napore u rukovanju i proizvodne vrijeme. Stvarna snaga valjanja šupljih dijelova stoga leži ne samo u samom procesu oblikovanja, već i u njegovoj izvrsnoj prikladnosti za visoko automatizirane proizvodne linije.
Znanje o vodiku za sljedeću generaciju izmjenjivača topline
Tehnološka osnova za to već je stvorena u Fraunhofer IWU. U brojnim istraživačkim i razvojnim projektima, institut je istraživao, ocjenjivao i kvalificirao proizvodnju metalnih bipolarnih ploča za gorive ćelije i elektrolizatore. Pri tome su se fokusirali na točno ona pitanja koja su danas također relevantna za moderne izmjenjivače topline: visoko precizne strukture kanala, niske sile oblikovanja, visoke proizvodne brzine i robusni procesni lanci.
Stečena saznanja mogu se izravno primijeniti na proizvodnju ploča izmjenjivača topline. Posebno iskustva iz obrade tankostijenih nehrđajućih čeličnih traka, projektiranja složenih strukturnih tokova i razvoja kontinuiranih proizvodnih procesa stvaraju čvrstu osnovu za industrijske primjene u području prijenosa topline.
Od ideje do studije izvedivosti
Poduzeća koja razvijaju nove koncepte izmjenjivača topline ili žele ekonomičnije proizvoditi postojeće proizvode mogu zajedno s Fraunhofer IWU ocijeniti tehnologije. Studije izvedivosti moguće su na temelju uzoraka dijelova širine do oko 30 centimetara, duljine do 1 metra i debljine lima do 0,5 milimetara. Iz toga se mogu izvesti zaključci o oblikovnosti, postignutoj kvaliteti dijelova, ekonomičnosti mogućih procesnih lanaca i skaliranju u serijsku proizvodnju.
Kontakt:
www.iwu.fraunhofer.de
