Чи можуть рішення DMK Laser Advanced Vision Welding вирішити проблеми контролю якості у масовому виробництві акумуляторних блоків (PACK) для літієвих батарей?

Лазерне зварювання з лазерною точністю є незамінним для шин, клем та вибухозахисних клапанів у блоках живлення акумуляторів електромобілів. Зварювання різнорідних металів — міді та алюмінію — часто призводить до дефектів, таких як холодні з’єднання, пори, відхилення зварного шва та бризки. Ручний контроль характеризується низькою ефективністю й неоднаковими критеріями оцінки, тоді як звичайні лазерні установки не мають спеціалізованих джерел світла та замкнених систем машинного зору, адаптованих для літій-іонних акумуляторів, що призводить до нестабільної подачі енергії й не відповідає вимогам високошвидкісних безперервних виробничих ліній. Компанія DMK Laser проводить цільові дослідження та розробки повного комплекту лазерного зварювального обладнання, спеціально створеного для виробництва блоків акумуляторів (PACK) на основі літій-іонних елементів. Компанія самостійно володіє трьома ключовими технологіями: джерелами лазерного випромінювання, системами керування рухом та штучним інтелектом для візуального контролю якості, а також розробила повний набір власних технологічних процесів зварювання для силових акумуляторів, забезпечуючи передові в галузі загальні технічні характеристики обладнання та можливості онлайн-контролю якості.

Щодо джерел лазерного випромінювання та основних оптичних компонентів, компанія DMK Laser розробляє спеціалізовані імпульсні волоконні джерела світла для тонких матеріалів із високим коефіцієнтом відбиття — алюмінію та міді, що використовуються у літій-іонних акумуляторах. Ці джерела підходять для двох типових робочих умов: точкового зварювання шин та безперервного герметизування модулів. Самостійно розроблені модулі плавного збільшення та зменшення потужності запобігають утворенню тріщин у початковій та кінцевій точках дуги. Повний оптичний шлях включає захисні лінзи з багатошаровим антирефлексним покриттям та фокусуючі лінзи типу F-theta з плоским полем, які поєднуються з високошвидкісними двовісними гальванометричними сканерами. Стабільність положення зварювального пляму підтримується в межах ±0,02 мм, а коливання енергії становлять менше 2 %. На основі масштабних ортогональних процесних випробувань DMK калібрує порогові значення зварювання й визначає окремі енергетичні вікна для мідних, алюмінієвих та нікелевих підкладок, що запобігає пошкодженню сепараторів акумуляторних елементів через надлишковий тепловий вплив і мінімізує утворення дефектів на апаратному рівні.

DMK Laser незалежно розробляє інтегровану систему керування координацією руху та зору, оснащену легким AI-модулем зору, побудованим на оптимізованих алгоритмах YOLO. Спеціалізована модель розпізнавання зварних швів літій-іонних акумуляторів виявляє шість типових дефектів, у тому числі прожог та неповне зварення. Обладнання реалізує замкнений робочий процес: позиціонування за допомогою системи зору, поточне зварювання та синхронний контроль якості. Тривимірне лазерне зорове сканування за допомогою лінійного лазера фіксує 3D-профілі зварних швів і вимірює ширину та глибину проплавлення з точністю до мікронів; швидкість контролю відповідає високошвидкісним виробничим лініям — до 700 зварних точок на хвилину. Система автоматично синхронізує дані про дефекти з платформами MES, забезпечуючи повну прослідкованість протягом усього життєвого циклу й усуваючи ризик випуску бракованих партій через затримки при офлайн-контролі після зварювання. Підтримуючи комунікацію за шиною EtherCAT, система багатоосьового зв’язку забезпечує повторювану точність позиціонування ±1 мкм і дозволяє гнучке перемикання виробництва для циліндричних, призматичних та мішечних модулів акумуляторів.

Завдяки власним повним технологічним можливостям у сфері джерел світла, оптичних компонентів, інтелектуального бачення та комплексних технологічних рішень лазерна зварювальна система DMK Laser для литій-іонних акумуляторів типу PACK не потребує закупівлі ключових модулів у сторонніх постачальників і забезпечує значно кращу сумісність апаратного та програмного забезпечення порівняно з універсальним зварювальним обладнанням. Інтегроване рішення забезпечує оптимальний баланс між ефективністю виробництва, безпекою елементів акумуляторів та інтелектуальним онлайн-контролем якості, і широко застосовується на потокових виробництвах модулів силових акумуляторів та акумуляторних блоків для електромобілів. Ця система надає стабільні, малодефектні та цифрово керовані комплексні лазерні зварювальні рішення провідним виробникам акумуляторів нової енергетики, сприяючи модернізації галузі литій-іонних акумуляторів у напрямку «зеленої» інтелектуальної виробничої системи.