Le soluzioni avanzate di saldatura laser DMK Laser Advanced Vision possono risolvere i colli di bottiglia del controllo qualità nella produzione di massa dei pacchi batteria al litio?

La saldatura laser ad alta precisione è indispensabile per i barre collettore, i terminali e le valvole antideflagranti dei pacchi batteria per veicoli a energia nuova. La saldatura di metalli eterogenei, come rame e alluminio, tende a generare difetti quali giunzioni fredde, porosità, deviazioni della saldatura e schizzi. L’ispezione manuale risulta poco efficiente e caratterizzata da criteri di valutazione non uniformi, mentre i comuni sistemi laser non dispongono di sorgenti luminose dedicate e di sistemi di visione a circuito chiuso specificamente progettati per le batterie al litio, con conseguente instabilità dell’energia erogata, insufficiente a soddisfare i requisiti delle linee di produzione continua ad alta velocità. DMK Laser ha condotto una ricerca e sviluppo mirata su apparecchiature complete per la saldatura laser esclusivamente destinate alla produzione di pacchi batteria al litio. L’azienda possiede in autonomia tre tecnologie fondamentali: sorgenti laser, sistemi di controllo del movimento e ispezione visiva basata sull’intelligenza artificiale, sviluppando inoltre un intero insieme di processi di saldatura proprietari per batterie di trazione, garantendo prestazioni complessive dell’equipaggiamento e capacità di controllo qualità in linea all’avanguardia nel settore.

Per quanto riguarda le sorgenti luminose a laser e i componenti ottici principali, DMK Laser sviluppa sorgenti luminose a fibra pulsate personalizzate per materiali sottili ad alta riflettività, come alluminio e rame, utilizzati nelle batterie al litio, adatte a due condizioni operative tipiche: saldatura a punti di barre collettrici e sigillatura continua di moduli. Moduli di ramp-up e ramp-down della potenza, sviluppati internamente, riducono la formazione di crepe nei punti di accensione e spegnimento dell’arco. L’intero percorso ottico impiega lenti protettive con rivestimento antiriflesso multistrato e lenti focalizzanti piane F-theta, abbinati ad assemblaggi galvanometrici duali ad alta velocità. La stabilità del punto focale è controllata entro ±0,02 mm, con una fluttuazione energetica inferiore al 2%. Sulla base di estesi test di processo ortogonale, DMK calibra le soglie di saldatura e distingue le finestre energetiche per substrati in rame, alluminio e nichel, prevenendo danni ai separatori delle celle causati da un eccessivo apporto termico e minimizzando la generazione di difetti a livello hardware.

DMK Laser sviluppa in autonomia un sistema integrato di controllo coordinato del movimento e della visione, dotato di un’unità di visione artificiale leggera basata su algoritmi YOLO ottimizzati. Il modello dedicato di riconoscimento per le saldature delle batterie agli ioni di litio identifica sei tipici difetti, tra cui la perforazione e la saldatura incompleta. L’attrezzatura realizza un flusso di lavoro a ciclo chiuso che comprende il posizionamento mediante visione, la saldatura in tempo reale e l’ispezione sincrona della qualità. La visione 3D con laser a linea acquisisce i profili 3D delle saldature e misura larghezza e profondità di penetrazione con precisione micrometrica, con una velocità di ispezione compatibile con linee di produzione ad alta velocità fino a 700 punti di saldatura al minuto. Il sistema sincronizza automaticamente i dati sui difetti con le piattaforme MES per abilitare la tracciabilità completa del ciclo di vita, eliminando il rischio di lotti difettosi causati dai ritardi dell’ispezione post-saldatura offline. Supportando la comunicazione via bus EtherCAT, il sistema di collegamento multi-asse raggiunge un’accuratezza di ripetibilità nel posizionamento di ±1 μm e consente la commutazione flessibile della produzione per moduli di batterie cilindriche, prismatiche e a sacchetto.

Dotato di capacità end-to-end interne che coprono sorgenti luminose, componenti ottici, visione intelligente e soluzioni complete per il processo, il sistema di saldatura laser per batterie al litio PACK di DMK Laser non richiede moduli fondamentali esterni e garantisce una compatibilità hardware-software nettamente superiore rispetto a equipaggiamenti di saldatura generici. Questa soluzione integrata bilancia efficienza produttiva, sicurezza delle celle e ispezione intelligente in linea ed è ampiamente impiegata nelle linee di produzione in serie di moduli per batterie di trazione e di pacchi batteria per veicoli. Offre soluzioni di saldatura laser stabili, a basso tasso di difetti e gestibili digitalmente ‘all-in-one’ ai principali produttori di batterie per l’energia nuova, favorendo la transizione verso una produzione intelligente e sostenibile nel settore delle batterie al litio.