โซลูชันการเชื่อมด้วยเลเซอร์ขั้นสูงของ DMK Laser สามารถแก้ปัญหาคอขวดในการควบคุมคุณภาพในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมแบบแพ็ก (PACK) จำนวนมากได้หรือไม่

การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบความแม่นยำสูงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับบัสบาร์ ขั้วต่อ และวาล์วป้องกันการระเบิดของแพ็กแบตเตอรี่พลังงานใหม่สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า การเชื่อมโลหะต่างชนิดกันระหว่างทองแดงกับอลูมิเนียมมักก่อให้เกิดข้อบกพร่องต่างๆ เช่น การเชื่อมไม่สมบูรณ์ (cold joints) รูพรุน (blowholes) การเบี่ยงเบนของการเชื่อม และเศษโลหะกระเด็น (spatter) การตรวจสอบด้วยมือมีประสิทธิภาพต่ำและมาตรฐานการตัดสินที่ไม่สม่ำเสมอ ในขณะที่อุปกรณ์เลเซอร์ทั่วไปขาดแหล่งกำเนิดแสงเฉพาะทางและระบบการมองเห็นแบบปิดวงจร (closed-loop vision systems) ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม ส่งผลให้พลังงานที่ส่งออกมีความไม่เสถียร จึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการของสายการผลิตแบบต่อเนื่องความเร็วสูงได้ DMK Laser ดำเนินการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์เชื่อมด้วยเลเซอร์แบบครบวงจร โดยมุ่งเน้นเฉพาะสำหรับการผลิตแพ็กแบตเตอรี่ลิเธียม บริษัทพัฒนาเทคโนโลยีหลักสามประการอย่างอิสระ ได้แก่ แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ ระบบควบคุมการเคลื่อนที่ และระบบการตรวจสอบด้วยการมองเห็นที่ใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI vision inspection) รวมทั้งสร้างกระบวนการเชื่อมแบบครบชุดที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะสำหรับแบตเตอรี่พลังงาน ซึ่งมอบสมรรถนะโดยรวมของอุปกรณ์ระดับแนวหน้าของอุตสาหกรรม พร้อมความสามารถในการควบคุมคุณภาพแบบเรียลไทม์บนสายการผลิต

ในแง่ของแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์และชิ้นส่วนออปติกหลัก DMK Laser พัฒนาแหล่งกำเนิดแสงไฟเบอร์แบบพัลซ์ที่ออกแบบเฉพาะสำหรับวัสดุอลูมิเนียมและทองแดงที่มีความหนาบางและสะท้อนแสงสูง ซึ่งใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียม โดยสามารถรองรับสภาวะการทำงานสองแบบทั่วไป ได้แก่ การเชื่อมจุด (spot welding) ของบัสบาร์ และการปิดผนึกอย่างต่อเนื่อง (continuous sealing) ของโมดูล โมดูลควบคุมการเพิ่มและลดกำลังงานที่พัฒนาขึ้นเองช่วยยับยั้งการเกิดรอยแตกบริเวณจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการอาร์ก เส้นทางแสงทั้งหมดใช้เลนส์ป้องกันที่เคลือบสารต้านการสะท้อนหลายชั้นร่วมกับเลนส์โฟกัสแบบ F-theta ที่ให้ภาพคมชัดสม่ำเสมอทั่วทั้งสนาม (flat-field) พร้อมประกอบเข้ากับชุดกระจกสะท้อนแบบสองแกน (dual-axis galvanometer) ที่มีความเร็วสูง ความมั่นคงของจุดโฟกัสควบคุมได้ภายใน ±0.02 มม. โดยมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานต่ำกว่า 2% โดยอิงจากการทดสอบกระบวนการแบบออร์โธโกนอล (orthogonal process tests) อย่างกว้างขวาง DMK ได้ปรับค่าเกณฑ์การเชื่อมให้แม่นยำ และแยกช่วงพลังงานที่เหมาะสมสำหรับวัสดุพื้นฐานสามชนิด ได้แก่ ทองแดง อลูมิเนียม และนิกเกิล เพื่อป้องกันความเสียหายต่อแผ่นกั้นเซลล์ (cell separators) อันเกิดจากความร้อนที่ป้อนเข้ามากเกินไป และลดการเกิดข้อบกพร่องให้น้อยที่สุดในระดับฮาร์ดแวร์

ระบบควบคุมการประสานงานระหว่างการเคลื่อนที่กับวิชั่นแบบบูรณาการที่พัฒนาขึ้นเองโดย DMK Laser ซึ่งติดตั้งหน่วยวิชั่นปัญญาประดิษฐ์ (AI) แบบเบาพิเศษที่ใช้อัลกอริธึม YOLO ที่ผ่านการปรับแต่งให้เหมาะสม โมเดลการจำแนกเฉพาะสำหรับรอยเชื่อมแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถระบุข้อบกพร่องได้ 6 ประเภททั่วไป ได้แก่ การลวกทะลุ (burn-through) และการเชื่อมไม่สมบูรณ์ (incomplete welding) อุปกรณ์นี้ทำให้เกิดกระบวนการทำงานแบบปิดวงจร (closed-loop) ที่ประกอบด้วยการกำหนดตำแหน่งด้วยวิชั่น การเชื่อมแบบเรียลไทม์ และการตรวจสอบคุณภาพแบบพร้อมกัน ระบบวิชั่น 3 มิติแบบไลน์เลเซอร์สามารถจับโครงร่างรอยเชื่อมในแบบ 3 มิติ และวัดความกว้างของรอยเชื่อมและความลึกของการเจาะ (penetration depth) ด้วยความแม่นยำระดับไมครอน โดยความเร็วในการตรวจสอบสอดคล้องกับสายการผลิตความเร็วสูงที่สามารถเชื่อมได้ถึง 700 จุดต่อนาที ระบบจะซิงค์ข้อมูลข้อบกพร่องโดยอัตโนมัติกับแพลตฟอร์ม MES เพื่อให้สามารถติดตามย้อนกลับได้ตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ จึงลดความเสี่ยงของการเกิดชุดผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่องอันเนื่องมาจากการตรวจสอบหลังการเชื่อมแบบออฟไลน์ที่ล่าช้า ระบบเชื่อมโยงหลายแกน (multi-axis linkage system) รองรับการสื่อสารผ่านบัส EtherCAT และมีความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งซ้ำได้ที่ ±1 ไมครอน พร้อมสนับสนุนการเปลี่ยนรูปแบบการผลิตอย่างยืดหยุ่นสำหรับโมดูลแบตเตอรี่แบบทรงกระบอก (cylindrical) แบบแท่งสี่เหลี่ยม (prismatic) และแบบห่อฟอยล์ (pouch)

ด้วยศักยภาพในการพัฒนาแบบครบวงจรด้วยตนเอง ครอบคลุมแหล่งกำเนิดแสง ชิ้นส่วนออปติก ระบบการมองเห็นอัจฉริยะ และโซลูชันกระบวนการผลิตแบบครบถ้วน ระบบเชื่อมด้วยเลเซอร์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบ PACK ของ DMK Laser ไม่จำเป็นต้องพึ่งพาโมดูลหลักจากภายนอก และมีความเข้ากันได้ระหว่างฮาร์ดแวร์กับซอฟต์แวร์ที่เหนือกว่าอุปกรณ์เชื่อมทั่วไปอย่างมาก โซลูชันแบบบูรณาการนี้สามารถรักษาสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการผลิต ความปลอดภัยของเซลล์แบตเตอรี่ และการตรวจสอบออนไลน์แบบอัจฉริยะ ซึ่งได้รับการนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายในสายการผลิตจำนวนมากสำหรับโมดูลแบตเตอรี่พลังงานและแพ็กแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์ ทั้งนี้ ระบบดังกล่าวมอบโซลูชันการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบครบวงจรที่มีเสถียรภาพ ข้อบกพร่องต่ำ และสามารถจัดการผ่านระบบดิจิทัลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ให้กับผู้ผลิตแบตเตอรี่พลังงานใหม่ชั้นนำ ซึ่งช่วยเร่งการปรับเปลี่ยนสู่การผลิตอัจฉริยะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมภายในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียม