Verbundvorhaben i-skaB - Innovative, skalierbare Brennstoffzellenproduktion; Teilvorhaben des Fraunhofer IPM: Entwicklung, Bau und Erprobung eines digital-holographischen Messsystems zur Qualitätssicherung von Brennstoffzellenkomponenten

Abstract

Im BMDV-geförderten Verbundvorhaben »i-skaB« (Innovative, skalierbare Brennstoffzellenproduktion) wurde unter Konsortialleitung der thyssenkrupp Automation Engineering GmbH (tk AE) eine skalierbare und hochautomatisierbare Fertigungstechnologie für PEM-Brennstoffzellen entwickelt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Steigerung der Jahresausbringung von ca. 25.000 auf > 500.000 Brennstoffzellen pro Linie. Aufgabe des Teilvorhabens des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik IPM (FKZ 03B11033C) war die Entwicklung, der Bau und die Erprobung eines digital-holographischen Messsystems für die taktzeitkonforme 3D-Qualitätssicherung großformatiger Bipolarplatten (BPP) und Membran-Elektroden-Einheiten (MEA). Erforderlich waren EinzelpunktWiederholgenauigkeiten besser als 1 μm, Samplingraten ≥ 100 Mio. Punkte/s und Messfelder bis 400 × 400 mm² in Mehrsensor-Konfiguration. Zu Projektbeginn war die digitale Mehrwellenlängen-Holographie am Fraunhofer IPM mit der HoloTop-Sensorlinie für Messfelder ≤ 30 × 30 mm² produktionsreif demonstriert [1]; für die im Vorhaben geforderten Messfelder von > 100 cm² existierte hingegen kein verfügbares Verfahren mit der erforderlichen Kombination aus Genauigkeit, Geschwindigkeit und Messfeldgröße. Konkurrierende Verfahren wie Streifenprojektion, konfokale Mikroskopie oder Weißlicht-Interferometrie können diese Anforderungen nicht gleichzeitig erfüllen.