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Applicazioni Laser per E-Mobility: tutte le novità del settore

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Applicazioni Laser

Siamo nel bel mezzo di una vera e propria rivoluzione tecnologica: il passaggio all’alimentazione a batteria. I veicoli elettrici sono chiaramente un fenomeno sotto gli occhi di tutti, ma questa crescita esuberante sta avvenendo anche in campi più banali, come gli utensili elettrici, il tosaerba e le stazioni di accumulo di energia.

Alcuni potrebbero chiedersi cosa c’entra il laser con la mobilità elettrica, ma di fatto il laser è ampliamente utilizzato nell’industria automobilistica e tra i macchinari più richiesti ed all’avanguardia vi sono i sistemi proposti dall’azienda italiana Evlaser. La costruzione di automobili e veicoli a motore in generale è infatti sempre stata un precursore nell’uso dei sistemi laser con l’obiettivo da sempre dichiarato di aumentare le prestazioni e ridurre i costi. “Il laser è lo strumento ideale per via del suo alto livello di produttività e flessibilità ed oggi l’uso del laser si estende all’intera catena di processo della produzione di auto elettriche”, afferma il Dr. Jens Standfuss, del Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology (IWS) di Dresda, in Germania. “Non importa se si tratta di produzione della batteria, di contatti elettrici, collegamenti o trasmissione, o dell’elettronica di potenza e del motore elettrico, il laser viene impiegato ovunque”.

Facciamo un esempio pratico: senza il taglio laser la costruzione di qualsiasi componente relativo all’E-Mobility sarebbe molto più impegnativa o addirittura impossibile. Le batterie al litio di grandi dimensioni per veicoli elettrici posseggono lamine che sono composte da un materiale altamente conduttivo rivestito con un materiale a base di carbonio. Le lamine sono difficili da tagliare e i laser a fibra sono perfetti per questo lavoro. A questo si aggiungono i componenti della scocca progettati per le auto elettriche che devono essere in grado di sopportare il peso delle grandi batterie necessarie per alimentare i veicoli e che devono essere tagliati con precisione in modo che i componenti si incastrino alla perfezione. Le tecniche di taglio laser controllate assicurano che i materiali che compongono il telaio mantengano la loro elevata resistenza e possano accogliere al loro interno i componenti richiesti con tolleranze molto ridotte.

Una batteria elettrica, indipendentemente dall’aspetto, è sempre composta da un insieme di celle identiche, che vanno da poche unità a molte migliaia. Devono essere cablate insieme elettricamente e, naturalmente, hanno bisogno di un’adeguata protezione per consentire una gestione efficiente. Non sorprende dunque la grande varietà di tecnologie di interconnessione disponibili in quest’ambito, ognuna con il suo particolare profilo, punti di forza e debolezze. Ciò che le differenzia spesso sono il costo e qualità, ed a questo riguardo un’ulteriore complessità è causata dalla rapida crescita del mercato: qualsiasi nuova applicazione può trasformarsi in un enorme successo commerciale, richiedendo un rapido scale-up del volume di produzione per guadagnare o mantenere quote di mercato.

È qui che entrano in gioco tecnologie come la saldatura laser, il laser stripping e il laser bonding che permettono di effettuare lavorazioni rapide, precise, a basso costo, resistenti nel tempo e che possono essere ripetute facilmente migliaia di volte in modo sempre identico. Tra le novità del settore troviamo: la saldatura dei contatti dei motori elettrici, il laser stripping degli stessi contatti (pulizia dall’isolante), la saldatura dei singoli fogli delle celle delle batterie e il laser bonding, ovvero una  tecnologia di recente sviluppo, che rappresenta un’ottima alternativa alla saldatura classica perché utilizza un nastro di rame o alluminio che viene estratto da una bobina e incollato da un punto di connessione all’altro prima di essere tagliato. Pertanto qualsiasi lunghezza di nastro può essere posizionata in qualsiasi posizione o direzione. Un altro vantaggio di questo processo è che non è sensibile alle contaminazioni superficiali e richiede un serraggio minimo per mantenere le celle in posizione.

 

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