DE102020215873A1

DE102020215873A1 - Verfahren zur Herstellung von Baugruppen und Verwendung eines Trennmittels

Info

Publication number: DE102020215873A1
Application number: DE102020215873.8A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Behr; Dirk Federmann; Holger Janssen; Walter Zwaygardt; Sebastian Holtwerth; Martin Müller; Markus Stähler
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2022-06-15
Also published as: WO2022128510A1; EP4263109A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zumindest einer Baugruppe durch Schweißen, insbesondere durch Diffusionsschweißen, sowie eine Verwendung eines Trennmittels. Bei einem Verfahren zur Herstellung zumindest einer Baugruppe (12) durch Schweißen werden zumindest zwei Bauteile (10) unter Aufbringung einer entlang einer Achse (20) wirkenden Kraft F miteinander gefügt. Entlang der Achse (20) angeordnete, benachbarte Gegenstände (15), die nicht miteinander gefügt werden sollen, sind mit einem Trennmittel (30) voneinander getrennt. Das Trennmittel (30) umfasst Fasern oder Graphen. Ein derartiges Trennmittel dringt nicht in die Oberfläche ein, beeinträchtigt die Qualität der Oberfläche nicht und ist nach dem Fügen einfach und rückstandsfrei von der Oberfläche lösbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zumindest einer Baugruppe durch Schweißen, insbesondere durch Diffusionsschweißen, sowie eine Verwendung eines Trennmittels.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe durch Schweißen, insbesondere durch Diffusionsschweißen, wird die Baugruppe durch Fügen zumindest zweier Bauteile unter Aufbringung einer Kraft hergestellt. Bauteile, die nicht miteinander gefügt werden sollen, sind mit einem Trennmittel physisch voneinander getrennt.
Als Trennmittel können feste Trennplatten, z. B. keramische Materialien, verwendet werden. Trennplatten werden vor dem Verbinden der Bauteile zwischen nicht zu verbindende Bauteile gelegt. Keramische Materialien können als Trennplatten oder auch als Beschichtung verwendet werden. Es können z. B. keramisch beschichtete Bleche oder Pressflächen genutzt werden. Auch können keramische Materialien direkt zur Beschichtung der nicht zu verbindenden Oberflächen der Bauteile genutzt werden. Beispielsweise können Aluminiumoxid oder Bornitrid verwendet werden. Diese Stoffe können als Pulver beispielsweise in Wasser suspendiert werden, um sie anschließend auf die nicht zu fügenden Flächen aufzubringen. Dies kann beispielsweise mit einem Pinsel, einer Rolle oder durch Sprühen erfolgen.
Die genannten Verfahren haben einige Nachteile. Zunächst ist ein glatter flächiger Auftrag des Trennmittels kaum möglich. Somit entstehen Strukturen auf den Oberflächen, die bei Kontakt mit benachbarten Bauteiloberflächen Abdrücke bzw. Verformungen hervorrufen und/oder einbrennen. Besonders bei Oberflächen, die bestimmte Anforderungen hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit erfüllen müssen, ist so eine geforderte Qualität nur schwer einzuhalten. Beispielsweise haben Dichtflächen sehr geringe Toleranzen hinsichtlich ihrer Rauigkeit bzw. Ebenheit. Durch ein Einbrennen entstehen Probleme bei der anschließenden Trennung des Trennmittels von dem gefügten Bauteil. Wenn das Trennmittel fest mit dem Bauteil verbunden ist, muss es durch eine aufwändige mechanische Nachbearbeitung entfernt werden.
Darüber hinaus können Partikel des Trennmittels in Öffnungen der Bauteile gelangen. Beispielsweise weist ein Bauteil eine poröse Oberfläche auf, durch die bei der späteren Nutzung ein definierter Stoffstrom erzeugt werden soll. Auch können offene Strukturen wie Gitter, Netze, Kanäle und Hohlräume aller Art vorhanden sein, in die Partikel gelangen können. Diese sind nicht oder nur schwer entfernbar und können die Funktion der hergestellten Baugruppe beeinträchtigen. Bei porösen Oberflächen können Einbrennen und Verformungen zusätzliche Probleme hervorrufen.
Es ist demnach die Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren zur Herstellung mehrerer Baugruppen sowie eine entsprechende Verwendung zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zur Herstellung zumindest einer Baugruppe gemäß Anspruch 1 sowie durch die Verwendung eines Trennmittels gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Zur Lösung der Aufgabe dient ein Verfahren zur Herstellung zumindest einer Baugruppe durch Schweißen, insbesondere durch Diffusionsschweißen. Dabei werden zumindest zwei Bauteile unter Aufbringung einer entlang einer Achse wirkenden Kraft miteinander gefügt. Entlang der Achse angeordnete, benachbarte Gegenstände, die nicht miteinander gefügt werden sollen, sind mit einem Trennmittel voneinander getrennt. Das Trennmittel umfasst Fasern oder Graphen.
Es hat sich erwiesen, dass ein Fasern umfassendes Trennmittel einige Vorteile mit sich bringt. Zum einen brennt ein solches Trennmittel nicht in die Oberfläche ein. Es beeinträchtigt somit die Qualität der Oberfläche nicht. Weiterhin sind derartige Trennmittel nach dem Fügen besonders einfach und rückstandsfrei von der Oberfläche lösbar. Auf diese Weise können die Bauteile einfach voneinander und von den Pressplatten entfernt werden und das Trennmittel kann einfach von den entsprechenden Oberflächen entfernt werden. Die Fasern ermöglichen einen besonders guten Zusammenhalt des Trennmittels, sodass keine Rückstände verbleiben. Auch gelangen aufgrund des guten Zusammenhalts keine Partikel in Hohlräume oder poröse Strukturen der Bauteile oder der herzustellenden Baugruppen, sodass die Gefahr der Kontamination deutlich verringert ist. Das Trennmittel umfasst mindestens eine Faser und insbesondere eine Vielzahl an Fasern.
Es wird zumindest eine Baugruppe aus zumindest zwei Bauteilen hergestellt. Eine Baugruppe umfasst die zumindest zwei miteinander verbundenen Gegenstände. Insbesondere werden die Bauteile durch die Kraft gefügt. Insbesondere werden die Bauteile für die Herstellung der Baugruppe zwischen zwei Presselementen positioniert und mittels diesen mit der Kraft beaufschlagt, sodass die Kraft zwischen den Kontaktflächen der zu fügenden Bauteile wirkt. Insbesondere werden als Presselemente Pressplatten genutzt, die eine gewisse Steifigkeit aufweisen und auf diese Weise über ihre Fläche verteilt eine sehr gleichmäßige Kraft erzeugen. Zumindest eine der Pressplatten wird durch eine mechanische Presse, die beispielsweise mehrere verfahrbare Stempel umfassen kann, entlang der Achse in Richtung auf die andere Pressplatte gepresst. Beide Pressplatten dienen der Ausübung der Kraft auf die zu fügenden Bauteile. Die Bewegung kann insbesondere automatisiert über Kraft- und/oder Wegsteuerung erfolgen.
Die Achse ist eine gedachte Achse, die entlang der Wirkrichtung der Kraft verläuft. Die zu fügenden Bauteile befinden sich zwischen den Pressplatten, sodass die Achse durch die Bauteile hindurch verläuft. Die Achse kann horizontal oder, bevorzugt, vertikal ausgerichtet sein. Mit anderen Worten sind die zu fügenden Bauteile übereinander oder nebeneinander gestapelt bzw. angeordnet. Zwischen zwei Pressplatten können mehrere Bauteilstapel nebeneinander angeordnet sein, um mehrere Baugruppen parallel herzustellen. In diesem Fall verlaufen zwischen den beiden Pressplatten mehrere Achsen durch alle jeweils zu fügenden Bauteile der Baugruppen.
Die Kontaktflächen der zu fügenden Bauteile, an denen sich die Bauteile kontaktieren, verlaufen winklig, insbesondere senkrecht, zur Achse. Die Achse verläuft durch die Kontaktflächen hindurch. Benachbarte Kontaktflächen zu fügender Bauteile verlaufen insbesondere parallel zueinander. Werden mehr als zwei Bauteile zu einer Baugruppe gefügt, werden die mehr als zwei Bauteile entlang der Achse benachbart angeordnet. Die Achse verläuft durch alle miteinander zu fügenden Bauteile hindurch. Die Bauteile sind somit auf der Achse angeordnet. Das Trennmittel ist ebenfalls auf der Achse angeordnet; die Achse verläuft also durch das Trennmittel hindurch.
Die Gegenstände, die nicht miteinander gefügt werden sollen, sind insbesondere ein Bauteil und eine Pressplatte und/oder zwei benachbarte Bauteile unterschiedlicher Baugruppen. Im ersten Fall kann das Trennmittel fest an einer oder beiden Pressplatten angeordnet sein, sodass die zur Pressplatte weisende Oberfläche des der Pressplatte benachbarten Bauteils physisch von der Pressplatte getrennt ist.
Benachbarte Gegenstände, die nicht miteinander gefügt werden sollen, sind mittels des Trennmittels physisch voneinander getrennt. Somit verhindert das Trennmittel einen unmittelbaren Kontakt zwischen den benachbarten Bauteilen. Insbesondere ist das Trennmittel flächig zwischen den benachbarten Bauteilen angeordnet, sodass ein physischer Kontakt der Bauteile verhindert wird. Auf diese Weise wird ein ungewünschtes Verschweißen dieser benachbarten Bauteile verhindert. Insbesondere wird das Trennmittel vor Beginn des Schweißprozesses zwischen den benachbarten Bauteilen, die nicht gefügt werden sollen, angeordnet.
Das Fügen erfolgt durch Schweißen. Demnach werden die Bauteile unter Anwendung von Wärme und/oder Druck unlösbar miteinander verbunden. Es entsteht eine stoffschlüssige Verbindung. Das erfindungsgemäße Trennmittel ist bei beliebigen Schweißprozessen nutzbar, bei denen Bauteile durch Fügen unter Aufbringung einer entlang einer Achse wirkenden Kraft hergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist das Trennmittel beim Diffusionsschweißen nutzbar, da hier durch die hohen Temperaturen im Bereich nicht miteinander zu fügender Gegenstände die Anforderungen an ein Trennmittel besonders hoch sind.
Fasern sind lineare Gebilde, die aus einem Faserstoff bestehen und eine äußere Faserform haben. Die Fasern sind im Verhältnis zu ihrer Länge dünn. Sie weisen ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von ≥ 5:1, insbesondere ≥ 10:1 auf. Die Fasern können im Verbund auftreten. Grundsätzlich ist das Material der Fasern von untergeordneter Bedeutung. Auch Kohlenstoffnanoröhren (Englisch Carbon Nanotubes) sind Fasern im Sinne der Erfindung. Kohlenstoffnanoröhren können auch um anderen Fasern herum angeordnet sein.
In einer Ausführungsform weisen die Fasern einen Durchmesser auf, der größer ist als 1 µm, insbesondere größer als 5 µm, bevorzugt größer als 10 µm und/oder kleiner ist als 50 µm, insbesondere kleiner als 30 µm, bevorzugt kleiner als 20 µm. Insbesondere umfasst das Trennmittel Fasern in einem Volumen- und/oder Massenanteil von mehr als 10%, bevorzugt mehr als 25% und in einer Ausführungsform mehr als 50%.
Dieselben Vorteile bietet, aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften, Graphen. Graphen wird insbesondere als Monolage oder dünne Schicht verwendet. In einer Ausführungsform wird ein Trennmittel, das Graphen enthält oder aus Graphen besteht, beidseitig auf eine Trennplatte aufgetragen. Die Trennplatte mitsamt den Trennmitteln kann zwischen den Gegenständen, die nicht miteinander gefügt werden sollen, angeordnet werden.
In einer Ausgestaltung werden mehrere Baugruppen aus jeweils zumindest zwei Bauteilen hergestellt. Das Trennmittel ist zwischen benachbarten Bauteilen angeordnet, die entlang der Achse angeordnet sind.
Es werden also mehrere Baugruppen dergestalt hergestellt, dass sie gemeinsam der entlang der Achse wirkenden Kraft ausgesetzt werden. Mehrere Gruppen von Bauteilen, die zu jeweils einer Baugruppe gefügt werden sollen, sind auf der Achse angeordnet. Sie werden gemeinsam der Kraft ausgesetzt. Mit anderen Worten werden mehrere Baugruppen in Reihe hergestellt. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Baugruppen effizient und schnell hergestellt werden, beispielsweise in einer Ofenfahrt. Insbesondere erfolgt die Herstellung der Baugruppen in einem Batchbetrieb, der beispielsweise Vakuumieren und/oder Aufheizen umfasst und daher eine gewisse Vorlaufzeit benötigt. Durch die gleichzeitige Herstellung einer Vielzahl von Baugruppen in einer Ofenfahrt kann eine erheblich gesteigerte Effizienz erreicht werden. Insbesondere bei flachen Bauteilen und/oder Baugruppen können hohe Durchsätze erreicht werden.. Die Herstellung der mehreren Baugruppen erfolgt insbesondere gleichzeitig und/oder in einem Arbeitsschritt.
Benachbarte Gegenstände, die nicht miteinander gefügt werden sollen, sind in dieser Ausgestaltung zwei entlang der Achse angeordnete benachbarte Bauteile, die zu unterschiedlichen Baugruppen gehören. Auch in dieser Ausgestaltung verlaufen die Kontaktflächen der zu fügenden Bauteile typischerweise winklig, insbesondere senkrecht, zur Achse. Das Trennmittel ist ebenfalls auf der Achse angeordnet, schneidet diese also. Insbesondere verläuft das Trennmittel senkrecht zur Achse.
Die benachbarten Bauteile, die mittels des Trennmittels getrennt sind, gehören zu unterschiedlichen Baugruppen. Benachbarte Bauteile, die nicht gefügt werden sollen, sind mittels des Trennmittels physisch voneinander getrennt. Somit verhindert das Trennmittel einen unmittelbaren Kontakt zwischen den benachbarten Bauteilen. Auf diese Weise wird ein ungewünschtes Fügen dieser benachbarten Bauteile verhindert. Insbesondere wird das Trennmittel vor Beginn des Schweißprozesses zwischen den benachbarten Bauteilen, die nicht gefügt werden sollen, angeordnet. So kann es während des Schweißprozesses nicht zu einem ungewünschten Verschweißen dieser Bauteile kommen. Insbesondere herrscht bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Baugruppen zumindest im Kontaktbereich miteinander zu fügender Bauteile eine erhöhte Temperatur.
In einer Ausgestaltung erfolgt das Fügen der Baugruppen in einer Atmosphäre mit erhöhter Temperatur. Insbesondere beträgt die Temperatur der Atmosphäre zwischen 500 °C und 1000 °C. Die Atmosphäre meint die Umgebung der Bauteile bzw. Baugruppen. Es kann sich um eine Gasatmosphäre handeln, in der ein Gas oder Gasgemisch mit der erhöhten Temperatur vorhanden ist. Beispielsweise kann es sich um eine Atmosphäre aus zumindest einem inerten Gas handeln, beispielsweise Argon und/oder Stickstoff. Es kann sich um eine Vakuum-Atmosphäre handeln.
In einer Ausführungsform ist die Temperatur der Atmosphäre größer als 400 °C, insbesondere größer als 600 °C und bevorzugt größer als 700 °C. In einer Ausführungsform ist die Temperatur geringer als 1200 °C, insbesondere geringer als 950 °C und bevorzugt geringer als 850 °C. In einer anderen Ausführungsform, insbesondere zum Fügen von Titanbauteilen, beträgt die Temperatur der Atmosphäre zwischen 800°C und 1200°C.
Insbesondere ist die Temperatur geringer als die Schmelztemperatur des Werkstoffs oder der Werkstoffe der Bauteile. In einer Ausführungsform ist die Temperatur größer als 40%, insbesondere größer als 50%, bevorzugt größer als 60% der Schmelztemperatur des Werkstoffs der Bauteile. In einer Ausführungsform ist die Temperatur kleiner als 95%, insbesondere kleiner als 90%, typischerweise kleiner als 80% der Schmelztemperatur des Werkstoffs der Bauteile. Dies ermöglicht eine feste Verbindung bei gleichzeitig minimalen Verformungen der Bauteile.
Insbesondere werden die Baugruppen in einem Ofen hergestellt. Dieser kann die Atmosphäre mit erhöhter Temperatur erzeugen. Die zu fügenden Bauteile, die Trennmittel und die Pressplatten sind dabei im Ofen angeordnet. Die erhöhte Temperatur erleichtert und beschleunigt das Fügen. Beim Diffusionsschweißen erfolgt das Fügen bei hohem Druck und hoher Temperatur im Vakuum oder unter einer Inertgasatmosphäre. Es werden sehr hohe Verbindungsqualitäten erreicht, da die Eigenschaften der Baugruppe im Schweißbereich und um den Schweißbereich herum zumindest annähernd dieselben sind wie die Eigenschaften des Bauteilmaterials vor dem Schweißen.
In einer Ausgestaltung werden die Bauteile zumindest zeitabschnittsweise einem Vakuum ausgesetzt. Ein Vakuum meint einen um mindestens 90%, insbesondere um mindestens 99%, gegenüber dem atmosphärischen Druck verringerten Druck. Insbesondere erfolgt die Herstellung der zumindest einen Baugruppe zumindest zeitabschnittsweise in dem Vakuum. Der Druck kann unterhalb von 10^-4 mbar liegen.
Das Vakuum verhindert Verschmutzungen und ermöglicht so besonders reine Verbindungen mit hoher Qualität. Auch wird die Diffusion der Teilchen verbessert. Weiterhin ist der Sauerstoffpartialdruck verringert, sodass oxidierbare Gegenstände wie Bauteile oder Trennmittel nicht oxidieren. Auf diese Weise werden eine hohe Qualität der hergestellten Bauteile sowie eine effektive Funktion des Trennmittels gewährleistet. In einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform werden die Bauteile zumindest zeitabschnittsweise einer Inertgasatmosphäre ausgesetzt.
In einer Ausführungsform wird das Verfahren in einem Vakuumofen durchgeführt. Dieser kann eine erhöhte Temperatur sowie ein Vakuum erzeugen, sodass das Fügen der Bauteile besonders effizient erfolgen kann.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Trennmittel ein flächiger Festkörper. Ein flächiger Festkörper ist ein Festkörper, dessen Ausdehnung in der ersten Richtung um ein Vielfaches geringer ist als die Ausdehnungen in der zweiten und der dritten Richtung. Alle drei Richtungen stehen senkrecht aufeinander. Die Ausdehnung in der ersten Richtung beträgt beispielsweise mehr als 0,001 %, insbesondere mehr als 0,01% und/oder beispielsweise weniger als 10%, insbesondere weniger als 1%, der Ausdehnung in der zweiten und dritten Richtung.
Flächige Festkörper lassen sich besonders einfach handhaben und zwischen den jeweiligen Gegenständen positionieren. Insbesondere ist der flächige Festkörper senkrecht zur Achse ausgerichtet. In einer Ausführungsform weist der flächige Festkörper eine Flexibilität auf, die eine Krümmung um einen Winkel von 90° auf einer Strecke von 20 cm, insbesondere 10 cm und bevorzugt 5 cm ermöglicht. Ein derartig flexibles Trennmittel kann besonders einfach von den Gegenständen gelöst werden.
Insbesondere ist die Erstreckung der Fasern entlang der Fläche des flächigen Festkörpers größer als die Erstreckung der Fasern senkrecht zur Fläche des flächigen Festkörpers. Insbesondere gilt dies gemittelt über alle Fasern. Die Erstreckung entlang der Fläche kann die Erstreckung senkrecht zur Fläche um einen Faktor von wenigstens 5 übersteigen. In einer Ausführungsform sind die Fasern zumindest im Wesentlichen entlang der Fläche ausgerichtet.
In einer Ausführungsform sind diejenigen Bauteile, aus denen eine Baugruppe hergestellt wird, aus demselben Material hergestellt. In einer Ausführungsform sind alle Bauteile aus demselben Material hergestellt.
In einer Ausgestaltung umfasst das Trennmittel Kohlenstofffasern. Kohlenstofffasern, auch als Kohlenstofffilamente bezeichnet, haben sich als besonders leicht von den Bauteilen entfernbar erwiesen, auch nach der Aufbringung großer Kräfte. Sie sind leicht verfügbar und einfach zu handhaben. Darüber hinaus haben Kohlenstofffasern den Vorteil, dass sie besonders wenig zu Einbrennen oder Abdrücken in den Bauteilen führen. Insbesondere Baugruppen mit Oberflächen, die zur Erfüllung einer spezifischen Funktion bestimmte Eigenschaften aufweisen müssen, beispielsweise Dichtflächen mit geringen Toleranzen bezüglich Oberflächenrauigkeit, können so in besonders hoher Qualität hergestellt werden.
Auch sind Kohlenstofffasern besonders temperaturbeständig. Dies setzt voraus, dass der Sauerstoffpartialdruck ausreichend gering ist, sodass der Kohlenstoff nicht oxidiert bzw. brennt. In einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Sauerstoffpartialdruck so gering, dass Kohlenstofffasern nicht oder nur in vernachlässigbarem Umfang oxidieren.
In einer Ausgestaltung enthält das Trennmittel ferner ein Mittel, welches die Haftung des Trennmittels an der Oberfläche des Gegenstands verringert. Alternativ oder ergänzend wird das Trennmittel einer Oberflächenbehandlung unterzogen, um die Haftung des Trennmittels an der Oberfläche des Gegenstands zu verringern.
Mit anderen Worten werden die Hafteigenschaften des Trennmittels so verändert, dass ein Anhaften an der Oberfläche der zu trennenden Gegenstände noch weiter reduziert wird. Das Trennmittel kann mit einem Mittel beschichtet werden. In einer Ausführungsform wird ein derartiges Mittel, insbesondere PTFE, als Spray auf das Fasern enthaltende Material aufgetragen. Auch Graphen kann genutzt werden, um die Hafteigenschaften weiter zu verringern. Dazu kann Graphen beispielsweise auf ein Fasern enthaltendes Material aufgetragen werden. In einer Ausführungsform werden die Oberflächeneigenschaften des Trennmittels durch einen thermischen, chemischen und/oder mechanischen Prozess verändert. Die geeignete Auswahl erfolgt insbesondere unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das Trennmittel ferner ein Mittel, welches die Porosität oder Oberflächenstruktur des Trennmittels verändert. Alternativ oder ergänzend wird das Trennmittel einer Verarbeitung unterzogen, die diesen Effekt erzielt. Auf diese Weise können die Hafteigenschaften und/oder die Oberflächenstruktur der Baugruppen nach dem Fügeprozess verändert bzw. gezielt eingestellt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird als Trennmittel ein Vlies, Papier oder Gewebe verwendet, welches die Fasern enthält. Fasern enthaltende Vliese, Papiere und Gewebe sind leicht verfügbar und technisch einfach verwendbar. Darüber hinaus haben derartige Materialien den Vorteil eines festen Zusammenhalts. Somit lösen sich nur wenige Trennmittelpartikel und Trennmittelpartikel, beispielsweise Fasern, lassen sich leicht von den Oberflächen lösen..
Das Vlies ist insbesondere ein flächiger Festkörper, der ungeordnete Fasern enthält, die sich dreidimensional im Raum erstrecken. Die Erstreckung der Fasern entlang der Ausdehnungsrichtungen des Vlieses ist insbesondere größer als die Erstreckung quer zur Ausdehnungsrichtung.
Ein Papier kann einen Binder enthalten, der die Fasern miteinander vernetzt. Die Fasern eines Papiers können sich im Wesentlichen gerade und/oder in einer Ebene erstrecken. Sie können sich kreuzen. Ein Gewebe kann Fasern enthalten, die als Kett- und Schussfäden angeordnet sind. Diese sind einander überkreuzend angeordnet. Insbesondere sind die Fasern jeweils in Bündeln angeordnet. In einer Ausführungsform liegen die Fasern gerichtet vor. Dies kann insbesondere bei Papier und Gewebe der Fall sein. Hierbei erstrecken sich die Fasern im Wesentlichen entlang der Ebene des Papiers bzw. Gewebes.
Durch die Flexibilität und die ggf. zwischen den Fasern befindlichen Hohlraume können die genannten Fasern enthaltenden Flächengebilde besonders einfach gehandhabt werden. In einer Ausführungsform wird ein Kohlenstofffaser-Vlies, Kohlenstofffaser-Papier oder Kohlenstofffaser-Gewebe verwendet. In einer Ausführungsform wird das Trennmittel in Form einer Matte verwendet. Die Matte kann Gewebe, Geflecht und/oder Gelege wie beispielsweise Multiaxialgelege aus Kohlenstofffasern umfassen.
In einer Ausgestaltung sind die Bauteile metallische Bauteile. Insbesondere sind die Bauteile aus Titan hergestellt. Metallische Bauteile können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders gut miteinander verschweißt werden. Titan eignet sich aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften und seiner Festigkeit, elektrischen Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit besonders für bestimmte Anwendungen wie Monopolarplatten und Bipolarplatten, beispielsweise für die Elektrolyse. Alternativ kann auch korrosionsbeständiger Stahl verwendet werden.
In einer Ausgestaltung ist die zumindest eine Baugruppe eine Bipolarplatte oder eine Monopolarplatte, beispielsweise eine anodenseitige Monopolarplatte oder eine kathodenseitige Monopolarplatte, zur Ausbildung eines Elektrolyse- oder Brennstoffzellenstapels. Bipolarplatten oder Bipolarplattenanordnungen erfüllen an den Außenseiten eine Dichtfunktion, die notwendig für das Funktionieren des Elektrolyseurs bzw. der Brennstoffzelle ist. Somit sind die Anforderungen an die Oberflächen hier besonders hoch. Die geforderten Genauigkeiten lassen sich mit herkömmlichen Verfahren nur schwer einhalten, sodass Verwendung der erfindungsgemäßen Trennmittel bei derartigen Baugruppen besondere Vorteile bietet. Darüber hinaus sind im Inneren einer Bipolarplatte Hohlräume bzw. poröse Strukturen vorhanden, die in dem Elektrolyse- oder Brennstoffzellenstapel Transportprozesse ermöglichen. Aufgrund des Fasern enthaltenden Trennmittels besteht nun keine Gefahr der Kontamination mehr. Die Bipolarplatte kann auch als Bipolarplattenanordnung bezeichnet werden.
Als Bauteile zur Herstellung von Bipolarplatten können beispielsweise eine Trenneinrichtung, zwei Strömungsverteilereinheiten und Rahmenelemente verwendet werden. Als hergestellte Bauteilanordnung ergibt sich eine einstückige Bipolarplattenanordnung zur Ausbildung eines Elektrolyse- oder Brennstoffzellenstapels. Insbesondere umfasst die Bipolarplatte eine Struktur, die an die katalysatorbeschichtete Membran anschließt, wobei die Struktur der strömungstechnischen Zu- bzw. Abfuhr sowie der Grob- und Feinverteilung der Reaktionsedukte und -Produkte dient. Die Baugruppe kann alternativ auch eine Separatorplatte für eine Batterie sein.
In einer Ausgestaltung umfasst die Bipolarplatte folgende Bauteile, die miteinander gefügt werden:

- eine metallische Trenneinrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine fluiddichte Abdichtung zwischen einer Anodenseite und einer Kathodenseite zu erzeugen, und die sowohl anoden- als auch kathodenseitig jeweils mit Fluidzuführkanälen und Fluidabführkanälen versehen ist,
- zwei metallische Strömungsverteilereinheiten, die anoden- und kathodenseitig benachbart zur Trenneinrichtung angeordnet sind, wobei jede Strömungsverteilereinheit dazu ausgelegt ist, ein ihr über die Trenneinrichtung zugeführtes Fluid zwischen den Fluidzuführkanälen und den Fluidabführkanälen zu verteilen
- fluiddicht an die Trenneinrichtung angebundene metallische Rahmenelemente, die jeweils eine der Strömungsverteilereinheiten umfänglich fluiddicht einfassen, wobei die Rahmenelemente Durchgangsöffnungen, die dazu ausgelegt sind, den Fluidzuführkanälen ein Fluid zuzuführen, und Durchgangsöffnungen aufweisen, die dazu ausgelegt sind, ein über die Fluidabführkanäle abgeführtes Fluid abzuführen.

Die Trenneinrichtung kann aus einer einzelnen Trennplatteneinheit bestehen oder zwei Trennplatteneinheiten aufweisen, die fest miteinander verbunden sind. Die Strömungsverteilereinheiten können aus wiederkehrende Durchgänge aufweisenden Lagen hergestellt sein, insbesondere aus Lagen in Form von Streckmetallen, Geweben und/oder Vliesen. Die Größe der Durchgänge zumindest einer Strömungsverteilereinheit, insbesondere beider Strömungsverteilereinheiten, kann in Richtung der Trenneinrichtung zunehmen. Eine metallische Gasdiffusionsschicht kann von außen an einer der Strömungsverteilereinheiten befestigt sein, insbesondere mittels Löten oder Schweißen, bevorzugt an der anodenseitig angeordneten Strömungsverteilereinheit.
Beispielsweise sind sämtliche Durchgangsöffnungen des einen Rahmenelementes in Flucht mit den Durchgangsöffnungen des anderen Rahmenelementes positioniert. Die Trenneinrichtung kann mit Durchgangsbohrungen versehen sein, die in Flucht mit den Durchgangsöffnungen der Rahmenelemente positioniert sind und diese mit den Fluidzuführkanälen und Fluidabführkanälen der Trenneinrichtung verbinden. Beispielsweise weisen die Bauteile, insbesondere die Trenneinrichtung und die Rahmenelemente, im Wesentlichen rechteckige Außenumfänge auf. Insbesondere sind die Außenumfänge deckungsgleich ausgebildet.
Beispielsweise sind die anodenseitigen Fluidzuführkanäle und die anodenseitigen Fluidabführkanäle einander gegenüberliegend angeordnet und die kathodenseitigen Fluidzuführkanäle und die kathodenseitigen Fluidabführkanäle sind einander gegenüberliegend angeordnet. Die anodenseitigen Fluidzuführkanäle und die kathodenseitigen Fluidzuführkanäle können um 90° versetzt zueinander angeordnet sein. Beispielsweise sind die Fluidzuführkanäle und die Fluidabführkanäle in Form von an den anodenseitigen und kathodenseitigen Flächen der Trenneinrichtung ausgebildeten Nuten vorgesehen, die sich ausgehend von den Durchgangsbohrungen einwärts erstrecken.
In einer Ausgestaltung ist zwischen den benachbarten Gegenständen, die nicht miteinander gefügt werden sollen, eine mehrschichtige Struktur angeordnet. Die mehrschichtige Struktur umfasst eine Trennplatte und auf beiden Seiten der Trennplatte angeordnete Trennmittel.
Die mehrschichtige Struktur umfasst also, in dieser Reihenfolge, ein erstes Trennmittel, eine Trennplatte und ein zweites Trennmittel. In einer Ausführungsform besteht die mehrschichtige Struktur aus den genannten drei Schichten. Die Trennplatte ist geeignet, punktuell auf eine erste Seite wirkende Druckkräfte flächig auf die andere Seite zu verteilen.
Die Trennplatte ist insbesondere eine steife Trennplatte. Bevorzugt ermöglicht sie die möglichst gleichmäßige Verteilung von Druckkräften. Eine gegenseitige mechanische Beeinflussung der gestapelten Baugruppen wird somit verringert bzw. verhindert. Typischerweise hat die Trennplatte mindestens eine Steifigkeit, die der Steifigkeit einer 1 mm dicken Stahlplatte entspricht. Die Trennplatte kann eine mineralische Trennplatte sein. Insbesondere handelt es sich um eine massive Trennplatte.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders gleichmäßige Belastung bzw. Kraftbeaufschlagung der Bauteile auch bei einer Vielzahl an in Reihe herzustellenden Baugruppen, sodass bei einer raschen Herstellung vieler Baugruppen eine hohe Qualität gewährleistet werden kann.
In einer Ausgestaltung ist das Trennmittel unmittelbar zwischen den benachbarten Gegenständen, die nicht miteinander gefügt werden sollen, angeordnet. Mit anderen Worten kontaktieren die beiden benachbarten Gegenstände unterschiedliche Seiten desselben Trennmittels. Hier ist demnach keine zusätzliche Trennplatte angeordnet. Auf diese Weise ist der zu bearbeitende Stapel niedriger und es können mehr Baugruppen in Reihe hergestellt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Verwendung eines Trennmittels zum Trennen zweier benachbarter Gegenstände in einem Verfahren zur Herstellung zumindest einer Baugruppe durch Schweißen. Das Trennmittel umfasst Fasern oder Graphen. In dem Verfahren werden zumindest zwei Bauteile unter Aufbringung einer entlang einer Achse wirkenden Kraft miteinander gefügt.
Auf diese Weise wird verhindert, dass die beiden benachbarten Gegenstände miteinander gefügt werden. Insbesondere sind die Gegenstände entlang einer Achse angeordnet. Alle Merkmale, Ausführungsformen und Wirkungen des eingangs beschriebenen Verfahrens gelten entsprechend auch für die Verwendung.
In einer Ausgestaltung werden in dem Verfahren mehrere Baugruppen hergestellt und das Trennmittel ist zwischen Bauteilen unterschiedlicher Baugruppen angeordnet. Es werden mehrere Baugruppen aus jeweils mehreren Bauteilen gleichzeitig und/oder in Reihe hergestellt und zwischen den einzelnen Baugruppen ist das Trennmittel angeordnet. Mit anderen Worten sind die benachbarten Gegenstände Bauteile, die nicht miteinander gefügt werden sollen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung auch anhand von Figuren näher erläutert. Merkmale der Ausführungsbeispiele können einzeln oder in einer Mehrzahl mit den beanspruchten Gegenständen kombiniert werden, sofern nichts Gegenteiliges angegeben wird. Die beanspruchten Schutzbereiche sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
Es zeigen:

1: eine erste schematische Darstellung zu schweißender Bauteile,
2: eine Darstellung der Bauteile aus 1 beim Schweißen,
3: eine zweite schematische Darstellung zu schweißender Bauteile,
4: eine dritte schematische Darstellung zu schweißender Bauteile,
5: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Trennmittels,
6: ein zweites Ausführungsbeispiel eines Trennmittels, und
7: ein drittes Ausführungsbeispiel eines Trennmittels.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Schritt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gezeigt sind zwei Pressplatten 25 einer (nicht dargestellten) mechanischen Presse. Die Pressplatten 25 können entlang der Achse 20 aufeinander zu bewegt werden und auf diese Weise eine Kraft entlang der Achse 20 ausgerichtete Kraft ausüben. Zwischen den Pressplatten 25 sind Bauteile 10 zweier herzustellender Baugruppen angeordnet. Oberhalb und unterhalb eines Trennmittels 30 sind jeweils zwei schematisch dargestellte Bauteile 10, nämlich Metallplatten, angeordnet. Die oberen beiden Bauteile 10 sollen zu einer oberen Baugruppe gefügt werden und die unteren beiden Bauteile sollen zu einer unteren Baugruppe gefügt werden.
Die beschriebenen Komponenten sind in den 1, 3 und 4 zur verbesserten Sichtbarkeit nach Art einer Explosionszeichnung mit Abständen zwischen einander dargestellt. Sämtliche Figuren sind schematisch und spiegeln nicht notwendigerweise die tatsächlichen Größen oder Größenverhältnisse wider.
Zwischen Bauteilen 10, die nicht miteinander gefügt werden sollen, befindet sich das Trennmittel 30. Dieses wird vor dem Schweißen an die gewünschten Positionen gebracht und dient als physische Trennung der nicht zu verbindenden Oberflächen. Das Trennmittel 30 trennt also entlang der Achse 20 angeordnete, benachbarte Gegenstände 15, die nicht miteinander gefügt werden sollen. Diese Gegenstände sind in 1 benachbarte Bauteile 10 unterschiedlicher Baugruppen. Entlang einer Achse 20 angeordnete Bauteile 10 und dazwischen befindliche Trennmittel 30 können auch als Bauteilstapel bezeichnet werden.
2 zeigt das Fügen der Baugruppen mittels einer Kraft F. Die Kraft F wird von den oben beschriebenen Pressplatten 25 auf den Bauteilstapel ausgeübt. Die Kontaktflächen der zu fügenden Bauteile 10 verlaufen senkrecht zur Achse, also senkrecht zur Wirkungsrichtung der Kraft. Das Fügen erfolgt durch Diffusionsschweißen in einem nicht dargestellten Vakuumofen, der ein Vakuum mit einem Druck zwischen 10^-5 mbar und 10^-4 mbar sowie eine Temperatur zwischen 700°C und 800°C einstellt. Aus jeweils zwei Bauteilen 10 entsteht auf diese Weise eine Baugruppe 12. Der entstehende Schweißbereich 28 ist in 2 hervorgehoben.
Durch die beschriebene Stapelung können zwei Baugruppen gleichzeitig und in einem Verfahrensschritt hergestellt werden. Die zu fügenden Bauteile 10 der beiden Baugruppen sind alle entlang der Achse 20 angeordnet, die jeweiligen Baugruppen werden also in Reihe hergestellt. Dies erhöht den Durchsatz und die Effizienz des Verfahrens. In einer Ausführungsform werden mindestens 5 Baugruppen, insbesondere mindestens 10 Baugruppen in Reihe hergestellt.
In 3 wird dagegen lediglich eine Baugruppe aus zwei Bauteilen 10 hergestellt. Hier liegt das Trennmittel 30 außerhalb der zu fügenden Bauteile 10 jeweils zwischen dem äußeren Bauteil und der Pressplatte 25. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Bauteil an der Pressplatte haftet, mit der Pressplatte verbunden wird, von der Pressplatte verformt wird und von gegebenenfalls anhaftenden Verunreinigungen kontaminiert wird. In diesem Fall sind die benachbarten Gegenstände 15, die nicht miteinander gefügt werden sollen, jeweils ein Bauteil 10 und eine Pressplatte 25.
4 zeigt schematisch einen Aufbau zur gleichzeitigen Herstellung von zehn Baugruppen. Davon werden jeweils 5 Baugruppen in Reihe hergestellt und die beiden entsprechenden Bauteilstapel sind nebeneinander, also parallel, zwischen den Pressplatten 25 angeordnet. Durch jeden der Bauteilstapel verläuft eine Achse 20, entlang welcher eine Kraft zum Fügen der jeweiligen Baugruppen ausgeübt wird. Die Pressvorrichtung umfasst außerhalb der Pressplatten 25 angeordnete Pressstempel 26, die entlang der Achsen 20 gegeneinander verfahrbar sind, um die Kraft zum Fügen der Baugruppen aufzubringen.
Alle Bauteile 10 bestehen jeweils aus Titan. Die oberen Baugruppen werden aus jeweils drei Bauteilen 10 hergestellt. Die daraus zu fügenden Baugruppen sind Bipolarplatten 40 zur Ausbildung eines Elektrolyse- oder Brennstoffzellenstapels. Die anderen Baugruppen werden aus jeweils zwei Bauteilen 10 hergestellt. Die unmittelbar unter den Bauteilen 10 zur Herstellung der Bipolarplatten 40 befindlichen Bauteile 10 dienen der Herstellung einer anodenseitigen Monopolarplatte 42. Die ganz unten befindlichen Bauteile 10 dienen der Herstellung einer kathodenseitigen Monopolarplatte 44. Auf diese Weise können die für einen Elektrolyseur benötigten maßgeblichen Komponenten in einem Verfahrensgang hergestellt werden. Bipolarplatten 40 können beispielsweise aus einer metallischen Trenneinrichtung, zwei metallischen Strömungsverteilereinheiten und fluiddicht an die Trenneinrichtung anzubindenden metallischen Rahmenelementen hergestellt werden.
Zwischen jeweils benachbarten Gegenständen 15, die nicht miteinander gefügt werden sollen, befindet sich ein Trennmittel 30. Zwischen der oberen Pressplatte 25 und dem obersten Bauteil 10 befindet sich als Trennmittel 30 jeweils ein flexibler flächiger Festkörper 32, nämlich ein Kohlenstofffasern enthaltendes oder aus Kohlenstofffasern bestehendes Vlies, auch als Kohlenfaservlies bezeichnet. Dieses ist unmittelbar zwischen den jeweils benachbarten Gegenständen 15 angeordnet. Auf diese Weise lassen sich die Gegenstände nach dem Diffusionsschweißen auf einfache Weise und - ggf. nach einfacher Reinigung - rückstandsfrei voneinander sowie von dem jeweiligen Trennmittel 30 lösen.
Zwischen den äußeren Bauteilen 10 der jeweiligen in Reihe herzustellenden Baugruppen ist jeweils eine mehrschichtige Struktur 34 angeordnet. Die mehrschichtige Struktur 34 umfasst zwei Trennmittel 30, zwischen denen eine Trennplatte 36 angeordnet ist. Die Trennmittel 30 sind ebenfalls flächige Festkörper 32 und können auch als Vlies ausgebildet sein, welches aus Kohlenstofffasern besteht. Insbesondere sind die beiden Trennmittel 30 der mehrschichtigen Struktur 34 gleichartig. Sie können an der Trennplatte 36 befestigt sein. Die Trennplatte 36 ist eine Edelstahlplatte mit einer Dicke zwischen 1 mm und 10 mm. Sie weist eine ausreichende Steifigkeit auf, um gegenseitige mechanische Beeinflussung der benachbarten Bauteile 10 zu verhindern.
5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer mehrschichtigen Struktur 34 zur Trennung benachbarter Gegenstände beim Diffusionsschweißen, sodass diese nicht miteinander gefügt werden. Die mehrschichtige Struktur 34 besteht aus zwei Trennmitteln 30, zwischen denen eine Trennplatte 36 angeordnet ist. Die Trennmittel 30 sind flächige Festkörper 32, die Kohlenstofffasern enthalten. Sie können als Vlies, Papier oder Gewebe mit oder aus Kohlenstofffasern ausgestaltet sein. Die auf den beiden Seiten der Trennplatte 36 angeordneten Trennmittel 30 können unterschiedlich sein. Die Trennplatte 36 ist ein massives Bauteil zur möglichst gleichmäßigen Verteilung von Druckkräften. Die Steifigkeit der Trennplatte 36 entspricht mindestens der Steifigkeit einer 3 mm dicken Stahlplatte.
6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer mehrschichtigen Struktur 34. Beidseitig einer Trennplatte 36 ist eine Monolage oder eine dünne Schicht aus Graphen angeordnet. Das in 7 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Trennmittels 30 ist eine einzelne Lage eines aus Kohlenstofffasern hergestellten Gewebes. Hierbei ist jeweils eine Vielzahl an Fasern als Bündel zusammengefasst. Die Bündel sind jeweils als Kett- und Schussfäden senkrecht zueinander angeordnet und über- und unterqueren einander abwechselnd. Die Ausrichtung der Fasern entspricht dabei im Wesentlichen der Ausrichtung des Gewebes.
Bezugszeichenliste

10: Bauteil
12: Baugruppe
15: Gegenstand
20: Achse
25: Pressplatte
26: Pressstempel
28: Schweißbereich
F: Kraft
30: Trennmittel
32: Festkörper
34: Mehrschichtige Struktur
36: Trennplatte
40: Bipolarplatte
42: Anodenseitige Monopolarplatte
44: Kathodenseitige Monopolarplatte

Claims

Verfahren zur Herstellung zumindest einer Baugruppe (12) durch Schweißen, insbesondere durch Diffusionsschweißen, wobei zumindest zwei Bauteile (10) unter Aufbringung einer entlang einer Achse (20) wirkenden Kraft F miteinander gefügt werden, wobei entlang der Achse (20) angeordnete, benachbarte Gegenstände (15), die nicht miteinander gefügt werden sollen, mit einem Trennmittel (30) voneinander getrennt sind, wobei das Trennmittel (30) Fasern oder Graphen umfasst.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Baugruppen (12) aus jeweils zumindest zwei Bauteilen (10) hergestellt werden, wobei das Trennmittel (30) zwischen entlang der Achse (20) angeordneten benachbarten Bauteilen (10) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügen der Baugruppen (12) in einer Atmosphäre mit erhöhter Temperatur erfolgt, wobei die Temperatur der Atmosphäre insbesondere zwischen 500 °C und 1000 °C beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (10) zumindest zeitabschnittsweise einem Vakuum ausgesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (30) ein flächiger Festkörper (32) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (30) Kohlenstofffasern umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (30) ferner ein Mittel enthält, welches die Haftung des Trennmittels (30) an der Oberfläche des Gegenstands (15) verringert, oder dass das Trennmittel (30) einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, um die Haftung des Trennmittels (30) an der Oberfläche des Gegenstands (15) zu verringern.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennmittel (30) ein Vlies, Papier oder Gewebe verwendet wird, welches die Fasern enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (10) metallische Bauteile (10) sind, wobei die Bauteile (10) insbesondere aus Titan hergestellt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Baugruppe (12) eine Bipolarplatte (40) oder eine Monopolarplatte, beispielsweise eine anodenseitige Monopolarplatte (42) oder eine kathodenseitige Monopolarplatte (44), zur Ausbildung eines Elektrolyse- oder Brennstoffzellenstapels ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatte (40) folgende Bauteile (10) umfasst, die miteinander gefügt werden: - eine metallische Trenneinrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine fluiddichte Abdichtung zwischen einer Anodenseite und einer Kathodenseite zu erzeugen, und die sowohl anoden- als auch kathodenseitig jeweils mit Fluidzuführkanälen und Fluidabführkanälen versehen ist, - zwei metallische Strömungsverteilereinheiten, die anoden- und kathodenseitig benachbart zur Trenneinrichtung angeordnet sind, wobei jede Strömungsverteilereinheit dazu ausgelegt ist, ein ihr über die Trenneinrichtung zugeführtes Fluid zwischen den Fluidzuführkanälen und den Fluidabführkanälen zu verteilen, - fluiddicht an die Trenneinrichtung angebundene metallische Rahmenelemente, die jeweils eine der Strömungsverteilereinheiten umfänglich fluiddicht einfassen, wobei die Rahmenelemente Durchgangsöffnungen, die dazu ausgelegt sind, den Fluidzuführkanälen ein Fluid zuzuführen, und Durchgangsöffnungen aufweisen, die dazu ausgelegt sind, ein über die Fluidabführkanäle abgeführtes Fluid abzuführen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den benachbarten Gegenständen (15), die nicht miteinander gefügt werden sollen, eine mehrschichtige Struktur (34) angeordnet ist, wobei die mehrschichtige Struktur (34) eine Trennplatte (36) und auf beiden Seiten der Trennplatte (36) angeordnete Trennmittel (30) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (30) unmittelbar zwischen den benachbarten Gegenständen (15), die nicht miteinander gefügt werden sollen, angeordnet ist.
Verwendung eines Trennmittels (30), welches Fasern oder Graphen umfasst, zum Trennen zweier benachbarter Gegenstände (15) in einem Verfahren zur Herstellung zumindest einer Baugruppe (12) durch Schweißen, wobei in dem Verfahren zumindest zwei Bauteile (10) unter Aufbringung einer entlang einer Achse (20) wirkenden Kraft F miteinander gefügt werden.
Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Baugruppen (12) hergestellt werden und das Trennmittel (30) zwischen Bauteilen (10) unterschiedlicher Baugruppen (12) angeordnet ist.