Fraunhofer IGCV gewinnt (R)Evolution Award für bahnbrechende 3D-Druck-Technologie

27.11.2024

Das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV hat den renommierten (R)Evolution Award der Formnext 2024 gewonnen. Ausgezeichnet wurde das Institut für seine innovative Drei-Materialien-Verarbeitungstechnik mittels Pulverbettschmelzen, die es ermöglicht, Batteriezellgehäuse aus Aluminium, Kupfer und Keramik in einem einzigen Produktionsschritt herzustellen.

Diese zum Patent angemeldete Technologie erlaubt die Fertigung komplexer Gehäusegeometrien und bietet eine bisher unerreichte Flexibilität in Design und Produktion. Durch die Kombination mehrerer Materialien in einem Prozess wird die Fertigungskette erheblich vereinfacht, wodurch traditionelle Verfahren wie Gießen und Stanzen überflüssig werden. Dies rationalisiert nicht nur die Produktion, sondern reduziert auch die Montageanforderungen.

Besonders geeignet ist das Verfahren für die Produktion kleiner Losgrößen, was es Zellentwicklern ermöglicht, ihre Entwürfe in frühen Entwicklungsphasen schnell anzupassen, ohne in neue Werkzeuge investieren zu müssen. Diese Flexibilität ist entscheidend angesichts des rasanten Tempos in der Entwicklung von Batteriezellen der nächsten Generation. Die Technologie unterstützt schnelles Prototyping und Designanpassungen, was den Weg von der Entwicklung bis zur Markteinführung beschleunigt und neuen Batterietechnologien zum Durchbruch verhilft.

Ein einzigartiger Aspekt dieser Technik ist die Möglichkeit, neben leitenden Metallen auch Keramik als elektrischen Isolator zu verarbeiten. Dies wird durch Multimaterial-Pulverbettschmelzen erreicht, wobei eine hohe Keramikdichte ohne hohe Vorwärmung erzielt wird, was die strukturelle Integrität des Endprodukts sicherstellt.

Obwohl das Verfahren derzeit noch eine relativ lange Bauzeit und Nachbearbeitung durch Fräsen erfordert, bietet es durch seine flexible Auslegung und Lieferung eine starke Alternative zu traditionellen Methoden. Diese Innovation hat das Potenzial, die Herstellung von Batteriezellgehäusen zu revolutionieren und den Weg für maßgeschneiderte, effiziente Energiespeicherlösungen zu ebnen.

Das Verfahren markiert einen wichtigen Schritt in der Evolution der Batteriezellproduktion und eröffnet neue geometrische Möglichkeiten für die Entwicklung von Energiespeichern. Der Multimaterialprozess eignet sich für Anwendungen, die maßgeschneiderte elektrische, thermische und mechanische Eigenschaften erfordern, wie Energiespeicher, Elektronik, Luft- und Raumfahrt sowie Biomedizin. Jurymitglied Dr. Ing. Maximilian Binder von der BMW Group zeigte sich beeindruckt: „Das Fertigungskonzept hat das Potenzial, vollständig neue Anwendungsfelder in der Additiven Fertigung zu erschließen und stellt andere bekannte Multimaterialprozesse durch einen sehr zielgerichteten und effizienten Materialeinsatz in den Schatten.“