La photogravure chimique donne aux fabricants un avantage dans la production de véhicules électriques

La réduction du poids est un élément essentiel de la révolution des véhicules électriques, un objectif qui peut être atteint grâce à la gravure, des applications appropriées, notamment les connecteurs de piles alcalines et les jeux de barres.

Jochen Kern, responsable des ventes et du marketing, | micrométal GmbH

La gravure photochimique (PCE) est le choix idéal pour la production de composants métalliques dans la chaîne d'approvisionnement alternative en évolution rapide des groupes motopropulseurs. Sa polyvalence et sa précision permettent la fabrication de différents prototypes quel que soit le nombre d'itérations de conception, même dans les alliages à mémoire de forme.

La réduction du poids est un élément essentiel de la révolution des véhicules électriques, un objectif qui peut être atteint grâce à la gravure, des applications appropriées, notamment les connecteurs de piles alcalines et les jeux de barres. De plus, les deux faces d'une plaque peuvent être gravées simultanément. Les plaques de refroidissement pour les systèmes de gestion de batterie peuvent être formées d'acier, de titane ou d'aluminium, et des plaques bipolaires pour piles à combustible sont également possibles avec ces mêmes métaux.

Les technologies de mobilité nouvelles et durables sont en forte demande en raison de la demande croissante de groupes motopropulseurs alternatifs alimentée par des initiatives en Europe et aux États-Unis.

Dans l'UE, la Commission européenne s'est fixé pour objectif qu'au moins 30 % des voitures neuves vendues soient électriques d'ici 2030. Pour aider à atteindre cet objectif, un certain nombre d'incitations financières sont disponibles, notamment des subventions pour l'achat de véhicules électriques et l'installation de bornes de recharge. La Commission travaille également au développement d'un réseau complet d'infrastructures de recharge à travers l'Europe.

Aux États-Unis, le gouvernement fédéral offre un crédit d'impôt pouvant aller jusqu'à 7 500 $ pour l'achat d'un véhicule électrique. Un certain nombre d'États ont également leurs propres programmes d'incitation. De plus, le département américain de l'énergie investit plus de 4 milliards de dollars pour développer un réseau national de bornes de recharge rapide.

En tant que processus de fabrication de pièces métalliques de précision, le PCE est bien adapté à la production de certains des composants critiques des véhicules électriques tels que les plaques bipolaires utilisées dans les piles à combustible, ce qui les rend rentables, précis et rapides, tout en stimulant l'innovation en offrant une liberté de conception.

Le PCE est une méthode de traitement soustractif des métaux qui consiste à éliminer sélectivement le métal d'une surface métallique plane à l'aide d'un réactif chimique pour produire les formes ou les motifs souhaités. Le processus capture les dessins CAO dans des outils photo transparents, puis les convertit en une image négative qui est développée sur une résine photosensible recouvrant la surface métallique.

Le procédé présente de nombreux avantages, car il produit des pièces complexes, avec des motifs complexes ou des profils d'ouverture variés dans de fines feuilles métalliques allant de quelques dizaines de microns à environ 2 millimètres d'épaisseur. Il surpasse les autres méthodes, comme la découpe et l'emboutissage traditionnels des métaux.

La gravure peut être utilisée pour travailler sur une large gamme de métaux, des aciers inoxydables au cuivre et du nickel à l'aluminium, en passant par les matériaux plaqués et les alliages à mémoire de forme. Chaque métal a ses propres caractéristiques de gravure, et l'expertise de votre spécialiste PCE choisi adaptera les chimies de gravure au métal précis traité afin d'obtenir des performances optimales et d'excellents résultats.

Alors que le marché mondial des piles à combustible devrait atteindre 25 milliards de dollars d'ici 2025, la pression internationale sur la diversification énergétique a généré un climat d'investissement favorable aux sources d'énergie alternatives, dont les piles à combustible sont sur le point d'être les plus efficaces.

L'exigence d'une pile à combustible de plus en plus efficace et économique a un impact majeur sur les matériaux utilisés et les méthodes de fabrication choisies.

Historiquement, le graphite usiné CNC a été le matériau de choix pour produire des plaques de piles à combustible bipolaires. Malheureusement, il est assez cher et souffre d'une perméabilité excessive, ce qui le rend inadapté à une production de masse. Les alliages métalliques tels que l'acier inoxydable et le titane gagnent en popularité en raison de leur rentabilité et de leur facilité de fabrication. De plus, l'acier inoxydable offre de nombreux avantages pour les applications de piles à combustible, notamment une résistance, une stabilité chimique et une durabilité remarquables.

Les piles à combustible sont constituées de plaques usinées de manière complexe avec des rainures ou des canaux pour permettre l'écoulement du gaz et du liquide, mais l'évolutivité et la capacité des techniques d'usinage CNC, d'hydroformage et d'estampage sont discutables.

L'emboutissage et l'hydroformage sont des techniques courantes de travail des métaux, mais ces processus peuvent entraîner des problèmes de planéité, ainsi que des contraintes et des bavures. De plus, les processus d'usinage en un seul point et l'outillage d'emboutissage peuvent être à la fois longs et coûteux, en particulier pendant la recherche et le développement.

PCE fournit aux fabricants un moyen viable de produire des composants complexes, tels que des plaques de piles à combustible bipolaires, avec des avantages notables.

Utilisant des outils numériques au lieu d'outils durs, PCE offre l'avantage significatif d'être rentable et permet de personnaliser facilement les conceptions. Ceci est extrêmement avantageux en termes d'optimisation sans engager de dépenses excessives.

Le processus facilite une mise à l'échelle rapide d'un prototype à une production à grand volume, avec presque aucune limite sur la complexité des composants - idéal pour les plaques de piles à combustible qui doivent être exemptes d'imperfections afin de réussir à coller la pile. Il n'affecte pas l'état ou les propriétés des métaux, convient à toutes les nuances d'acier et la précision est garantie à ± 0,025 mm; tout se fait en jours au lieu de mois.

Le PCE est une technologie polyvalente qui permet l'enlèvement simultané de métal. Cela permet de graver des motifs et des canaux complexes avec une précision de 0,025 mm des deux côtés de la plaque, avec des fonctionnalités telles que des en-têtes, des collecteurs ou des ports facilement réalisables sans frais supplémentaires.

Chez Micrometal Etching Group, nous pouvons également produire ces composants dans certains métaux exotiques et difficiles à usiner, comme le titane, pour un poids plus léger et une protection supérieure contre la corrosion dans les applications de piles à combustible à haute température.

Le processus PCE est une option convaincante pour la fabrication de pièces de tôlerie complexes dans de multiples applications, en raison de sa polyvalence. Cette approche peut stimuler l'innovation, supprimant les obstacles inhérents aux technologies de fabrication traditionnelles et offrant ainsi plus de liberté aux ingénieurs concepteurs.

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