Mit Hydroforming zum besseren Produkt Die Technologie für optimale Performance

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Im Detail: Was ist Hydroforming?

Als Pionier im Hydroforming setzen wir bei der Herstellung von Bipolarplatten ganz bewusst auf das Verfahren, für das wir nicht zuletzt weltweit als Experte bekannt sind. Die Vorteile des Hydroformings liegen dabei auf der Hand:

Das Hydroforming – auch Außenhochdruckumformung (AHU) genannt – ist ein wirkmedienbasiertes Umformverfahren. Eine Metallfolie wird in eine Werkzeuggravur eingelegt und unter sehr hohem Druck mittels einer Wasser-Öl-Emulsion in das formgebende Werkzeug expandiert (vgl. Skizze).

Dank der gleichmäßigen Druckverteilung über die gesamte Platinenfläche werden eine homogene Materialstärkenverteilung erzielt und abrupte Spannungsübergänge verhindert. So können selbst kleinste Radien ausgeformt werden. Die Materialrückfederung bleibt gering.

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Die Vorteile des Hydroformings

Mit der sogenannten Außenhochdruckumformung lassen sich mit extrem dünnen Materialien ab 50 μm filigranste Strukturen in Serie realisieren. Im Gegensatz zur mechanischen Umformung, die auf den ersten Blick gerade für die Serienfertigung kosteneffizienter erscheinen mag, bietet Hydroforming zahlreiche Vorzüge, die sich nachhaltig auszahlen.

Weil es bei der Bipolarplattenfertigung um wiederholbare Präzision, Detailgenauigkeit und hohe Wertigkeit geht, ist Hydroforming aus unserer Sicht das optimale Verfahren – und eines der Qualitätsmerkmale, die Graebener® Bipolar Plate Technologies nachhaltig zu Ihrem Wettbewerbsvorteil macht.

Eigenschaften der Graebener® Hydroformingplatte
und einer mechanisch hergestellten Platte

Kriterien Graebener® Hydroformingplatte Mechanisch hergestellte Platte
Wiederholgenauigkeit im Prozess Sehr hoch Gut
Elastizität nach der Umformung Hoch elastisch durch schonende Umformung mit integrierter Kühlung Durch Kaltverfestigung deutlich reduziert
Wanddicken-Variation Sehr homogen über den gesamten Kanalquerschnitt Heterogen (Einschnürungen)
Eignung für vorbeschichtete Materialien Ideal: keine Reibung auf der Wasserseite Wegen Reibung im Werkzeug nur bedingt einsetzbar
Kontaktflächen Nahezu ideale Ausprägung der flachen Kontaktflächen Gute Ausprägung
Verwendung von verschiedenen Materialstärken in einem Werkzeug Flexibel: je Werkzeug können unterschiedliche Materialstärken verwendet werden Nicht möglich
Anpassung der Herstellparameter im Umformprozess Flexibel Nicht möglich
Werkzeugkosten Gering: weniger Verschleiß und weniger Werkzeuge Hoch
Prüfung der Dichtigkeit (auch Detektion von Mikrorissen für Langzeitstabilität gegen Wasserstoffpermeation) Integriert in den Umformprozess; 100%ige Prüfung jeder einzelnen Platte Separater Prozess nötig

 

Beispielhafte Graebener® Hydroformingplatten

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Folienstärke: 100 μm, Material: Sandvik Sanergy® LT (316L)

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Folienstärke: 50 μm, Material: 304L

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Folienstärke: 127 μm, Material: Titan Grade 1

Zum Vergleich: Mechanisch hergestellte Platte

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Folienstärke: 100 μm

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