Im Zuge der weltweiten Energiewende nimmt Wasserstoff eine zentrale Rolle ein – insbesondere als emissionsfreier Energieträger für Mobilität und stationäre Anwendungen. Brennstoffzellensysteme gelten hierbei als Schlüsseltechnologie, da sie Wasserstoff effizient in elektrische Energie umwandeln können. Ein zentrales Element dieser Systeme sind sogenannte Bipolarplatten, die in großen Stückzahlen und hoher Qualität produziert werden müssen.
Gerade im Hinblick auf die zukünftige Großserienfertigung solcher Brennstoffzellensysteme bestehen erhebliche technologische Herausforderungen. Die Herstellung von Bipolarplatten aus hochgefüllten, thermoplastischen Graphit-Compounds im Spritzgussverfahren bietet ein enormes Potenzial – ist jedoch derzeit noch nicht serienreif. Genau hier setzt das Forschungsprojekt SG-I-Heat an.
Ziel des Projekts
Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt „SG-I-Heat“ hat das Ziel, ein neues Fertigungsverfahren zu entwickeln, mit dem sich hochgefüllte thermoplastische Compounds effizient und präzise im Spritzguss zu leistungsfähigen Bipolarplatten verarbeiten lassen.
Kern des Projekts ist die Entwicklung eines innovativen Spritzgießwerkzeugs, das über eine prozessintegrierte Induktionsheizung und eine intelligent gesteuerte Impulskühlung verfügt. Dadurch sollen die bislang bestehenden Grenzen der konventionellen Werkzeugtemperierung überwunden werden – zugunsten kürzerer Zykluszeiten, verbesserter Bauteilqualität und höherer Energieeffizienz.
Technologische Schwerpunkte
Das Projekt setzt sich aus mehreren technischen Innovationsbausteinen zusammen:
- Induktiv beheiztes Spritzgießwerkzeug
Die Werkzeugform wird gezielt über integrierte Induktoren erwärmt. Die kontaktlose Energieübertragung per elektromagnetischer Felder erlaubt eine schnelle, gleichmäßige und präzise Temperaturführung – auch in schwer zugänglichen Geometrien.
- Impulskühlung statt Dauerkühlung
Statt einer konstanten Kühlung wird die Werkzeugtemperatur über eine bedarfsgerechte Impulskühlung geregelt. Dies steigert die Energieeffizienz und erlaubt eine bessere Kontrolle über den Abkühlprozess.
- Entwicklung eines kombinierten Temperiersystems
Im Zentrum steht ein neu entwickeltes System, das sowohl die Induktionsheizung als auch die Kühlung in einem Steuergerät vereint – zur vereinfachten Bedienung und Optimierung der Prozessparameter.
- Verarbeitung neuartiger Werkstoffe
Zum Einsatz kommt ein thermoplastisches Graphit-Compound mit einem Füllgrad von über 80 %. Dieses Material kombiniert hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit mit Korrosionsbeständigkeit – stellt aber zugleich hohe Anforderungen an die Verarbeitung.
Bedeutung für die enesty GmbH
Die enesty GmbH verantwortet im Projekt insbesondere die Entwicklung des intelligenten Temperiersystems. Durch unsere langjährige Erfahrung in der Temperiertechnik sowie mit industriellen Prozessen rund um die Kunststoffverarbeitung tragen wir entscheidend dazu bei, die Steuerung von Wärme und Kühlung in Echtzeit zu ermöglichen.
Das Projekt erlaubt uns, unser Know-how auf ein neues Anwendungsfeld zu übertragen – die industrielle Fertigung von Wasserstofftechnologie. Gleichzeitig stärken wir damit unsere Innovationskraft, entwickeln marktfähige Lösungen und leisten einen aktiven Beitrag zur Energiewende. Gefördert durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK).
