Müllheim, eine Kleinstadt im südlichen Schwarzwald, nicht weit von der Schweizer Grenze. In den lichten, blitzsauberen Produktions- und Montagehallen von Weil Technology summen Laserschweißanlagen, Roboterarme fügen Metallteile mit chirurgischer Präzision. Vertriebsassistentin Susanne Tegel, die durch das Werk führt, erklärt die Komplexität all dieser Vorgänge und das, was hier entsteht: Maschinen, die wiederum Maschinen bauen – für Waschmaschinen, Klimaanlagen, Abgasanlagen. Und inzwischen auch für Brennstoffzellen.
Das klingt beinahe wie eine logische Weiterentwicklung. Doch dahinter steckt eine strategische Entscheidung, die das Unternehmen vor einigen Jahren vor einen Scheideweg gestellt hat: weiter im Windschatten des Verbrennungsmotors segeln – oder den Kurs wechseln, bevor der Wind dreht.
Wurzeln in der Dosenindustrie
Weil Technology wurde 1987 von Florian Weils Vater gegründet, zufällig in dem Jahr, als auch der heutige Geschäftsführer das Licht der Welt erblickte. „Ich bin der Mitarbeiter Nummer 1 – auch wenn das so nicht stimmt“, sagt Florian Weil mit einem Lächeln. „Denn eigentlich ist das Susanne Tegel.“ Der Gründervater kam aus der Dosenindustrie: ein Stück Blech runden, verschweißen, fertig. Dieses handwerkliche Grundprinzip prägt das Unternehmen bis heute.
Die erste eigene Entwicklung war eine Laserschweißanlage für Kaminrohre – damals eine echte Innovation. „Anfang der 90er Jahre war das noch nicht weit verbreitet“, erinnert sich Florian Weil. Der Mauerfall bescherte dem jungen Unternehmen einen Boom: Im Osten Deutschlands wurden marode Häuser und Fabriken saniert, Kaminrohre waren knapp. Weil Technology lieferte die Anlagen, um sie zu fertigen.
Auf Kaminrohre folgten lasergeschweißte Waschmaschinentrommeln – unter anderem für Miele –, dann Katalysatorgehäuse für Abgasanlagen. Stets dasselbe Grundprinzip: Blech formen, Laser schweißen. Mit jeder Abgasnorm, von Euro 1 bis Euro 6, stieg die Nachfrage nach aufwändigeren Abgasreinigungssystemen – und damit das Geschäft von Weil Technology. Das Unternehmen wuchs von anfangs 20 auf heute rund 270 Mitarbeiter.
Doch das Wachstum hatte eine Schwachstelle. Rund 70 Prozent des Umsatzes stammten aus dem Abgasgeschäft mit der Automobilindustrie – einem Markt, der strukturell unter Druck geriet, als die Debatte über Klimaschutz und Reduzierung der Emissionen im Verkehrssektor begann.
Die interne Mobilitätswende
„Ab 2017 haben wir uns als mittelständisch geprägtes Familienunternehmen Gedanken über E-Mobilität gemacht“, sagt Florian Weil. „Zu einer Zeit, als es in der Öffentlichkeit noch kein großes Thema war.“
Die Frage war nicht, ob der Verbrenner irgendwann abgelöst würde – sondern wie und womit. Rein batterieelektrisch? Brennstoffzelle? Beides? Und vor allem: Wie stellt sich ein Blechbearbeitungs- und Laserschweißspezialist für die Zukunft auf?
Die Antwort fanden Weil und sein Team durch eine nüchterne Kompetenzanalyse. Das Unternehmen beherrschte das Fügen dünner Metallfolien per Laser, die Entwicklung präziser Spanntechnik und den Maschinenbau für Serienprozesse.
Gesucht wurde eine Anwendung, für die es genau diese Fähigkeiten braucht. Gefunden wurde sie in der metallischen Bipolarplatte – dem wichtigsten Bauteil im Stack eines Brennstoffzellensystems.
© Monika Rößiger
Formel 1 der Lasertechnik
Um zu verstehen, warum Bipolarplatten für Weil Technology eine so anspruchsvolle wie folgerichtige Applikation sind, lohnt ein Blick ins TechCenter. Thomas Frey, Branchenmanager für erneuerbare Energien bei Weil, steht in der Laserschweißzelle und zeigt auf die Versuchsanlage: zwei große Linsen, eine Kamera und Glasfaserkabel, die den Laserstrahl vom Erzeuger auf dem Dach herunterleiten.
„Das ist eine relativ neue Technik“, erklärt er. „Normalerweise muss man den Laserkopf mechanisch führen – mit einem Roboterarm oder einer Achse. Hier lenken wir den Strahl durch kleine Spiegel aus. Der Kopf selbst steht still.“
Zwei solcher Scannersysteme arbeiten simultan – das patentierte Doppelfeldscanner-Schweißmodul ist das Herzstück der Weil-Technologie für Bipolarplatten. Das Ergebnis: eine Schweißgeschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde. 2,7 Meter Schweißnaht – die Länge, die eine einzelne Bipolarplatte benötigt – werden in 2,7 Sekunden gezogen.
„Alle vier Sekunden kommt hier eine fertig geschweißte Platte raus“, sagt Frey und erläutert, warum die Schweißnaht so wichtig ist. Eine Bipolarplatte besteht aus zwei geprägten Metallfolien, jede gerade einmal 0,1 Millimeter dünn.
Anode und Kathode werden miteinander verschweißt, darüber liegt die Membran. Zusammen bilden sie das Grundelement des Brennstoffzellen-Stacks, in dem Wasserstoff und Sauerstoff elektrochemisch zu Strom und Wasser reagieren.
Durch die Platte strömen drei Medien: Luft, Wasserstoff und Kühlwasser – strikt voneinander getrennt durch die Schweißnaht, die jeden einzelnen Kanal abdichtet. Ein Leck wäre kritisch: Wasserstoff darf schließlich nicht unkontrolliert entweichen.
Extreme Präzision
Die zulässige Spaltgröße beim Schweißen beträgt maximal zehn Mikrometer – ein Zehntel der Dicke eines menschlichen Haars. „Das hat uns so herausgefordert, dass wir daran gewachsen sind“, sagt Florian Weil. „Für mich ist das die Formel 1 in der Lasertechnik.“
Damit die hauchdünnen Platten sich beim Schweißen nicht verziehen, entwickelte Weil eine eigene automatisierte Spanntechnik: Mit rund 800 Kilogramm Spannkraft werden die Folien zusammengepresst, bevor der Laser ansetzt. Eine symmetrische Schweißreihenfolge – intern „Butterfly Weld“ genannt – verteilt den Wärmeeintrag gleichmäßig und minimiert Verzug und Konturabweichungen.
Corona als Katalysator
Die Entwicklung dieser Technologie fiel in eine ungewöhnliche Zeit. Während der Corona-Pandemie gründete Weil Technology eine eigene Entwicklungsabteilung und begann, erste Prototypen-Anlagen zu konstruieren.
„Corona war aus gesundheitlicher und wirtschaftlicher Sicht eine schlechte Zeit“, räumt Florian Weil ein. „Aber für Innovation und Transformation war es eine sehr gute Zeit.“
Der Grund: Plötzlich waren Top-Manager erreichbar. Wer sonst wochenlang auf einen Termin warten musste, bekam jetzt innerhalb von Stunden jemanden ans Telefon. Weil Technology nutzte diese Gelegenheit, pitchte seine Ideen, diskutierte in Sprints mit potenziellen Kunden und verfeinerte das Konzept kontinuierlich.
Aus diesen Gesprächen entstanden die ersten Aufträge für Musteranlagen – und schließlich auch für Serienanlagen. Der Weg dahin war aber auch nicht ohne Rückschläge. „Als wir das erste Werkzeug gebaut haben, ist das in der Tonne gelandet“, erinnert sich der Geschäftsführer. „Das war unser Lehrgeld. So etwas gehört dazu.“
Vom Prototyp zur Serienanlage
Heute verfügt Weil Technology im firmeneigenen TechCenter über eine Laboranlage, die Kunden die Möglichkeit bietet, Bipolarplatten-Designs zu validieren, bevor sie in eine vollautomatisierte Serienlinie investieren. Dabei setzt das Unternehmen bewusst auf Technologiekontinuität: Die im TechCenter verwendeten Werkzeuge und Prozesse entsprechen so weit wie möglich denen der späteren Serienmodule. Was im Labor funktioniert, soll in der Produktion skalieren.
Für die vollständige Prozesskette kooperiert Weil Technology mit zwei Partnern unter dem Dach der German Fuel Cell Cooperation: Der Tübinger Fertigungsspezialist Zeltwanger übernimmt die Dichtheitsprüfung, das Dresdner Familienunternehmen Von Ardenne die Beschichtung der fertigen Platten. Gemeinsam decken die drei Unternehmen die gesamte Kette vom Fügen über das Prüfen bis zum Beschichten ab.
Stockender Wasserstoffhochlauf
Doch Florian Weil spricht auch offen über die aktuelle Marktlage. Obwohl Weil Technology bereits Serienanlagen ausgeliefert hat, ist das Auftragsvolumen im Brennstoffzellenbereich zuletzt zurückgegangen. „Im Moment haben wir kein aktives Projekt für den Bau einer Anlage“, sagt er. Der Grund: Der Markt für Brennstoffzellen-Fahrzeuge wächst langsamer als erhofft – unter anderem, weil die Wasserstoffversorgung noch nicht ausreicht. Das wiederum liegt auch an unklarer Regulatorik seitens der Europäischen Union.
„Wir müssen zuerst die Wasserstoffproduktion ankurbeln, bevor die Abnahme von Wasserstoff steigen kann“, sagt Thomas Frey. Ein Fahrzeug benötigt rund 300 Bipolarplatten im Stack; für tausend Fahrzeuge wären das 300.000 Platten. Eine Nachfrage in dieser Größenordnung fehlt bislang allerdings.
© Monika Rößiger
Elektrolyseure und Kryotanks
Weil Technology denkt deshalb nicht nur an die Verbrauchsseite des Wasserstoffs, sondern auch an dessen Herstellung. Elektrolyseure benötigen ähnliche Bipolarplatten wie Brennstoffzellen – allerdings dickere, und die müssen höherem Druck standhalten. Im TechCenter laufen derzeit rund fünf Entwicklungsprojekte mit Kunden aus dem Elektrolyseur-Bereich. Die Laboranlage kann auf diese dickeren Platten umgerüstet werden.
Darüber hinaus ermöglicht das Technikum das Rundbiegen dickerer Bleche und das anschließende Laserschweißen zylindrischer Kryotanks – Behälter für tiefkalten, flüssigen Wasserstoff, der für Transport und Speicherung benötigt wird. „Wir sind Maschinenbauer“, betont Frey. „Ein Kunde kommt zu uns und braucht eine Maschine – dann sind wir mit im Boot.“
Bipolarplatten für die Luftfahrt
Ein besonders ambitioniertes Projekt verbindet Weil Technology mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und weiteren Industriepartnern: das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Verbundprojekt „BiPro2Scale“. Ziel ist die Skalierung von Bipolarplatten auf eine Fläche, die einer Leistung im Megawatt-Bereich entspricht – gedacht für den späteren Einsatz in der Luftfahrt.
Im TechCenter kommt dafür eine spiegelbasierte Laser-Scanneroptik zum Einsatz, die den Infrarotstrahl über Mikrobewegungen extrem schnell auslenkt und so gleichzeitig zwei nebeneinanderliegende Platten verschweißt. Die 200 Mikrometer dünnen Metallplatten werden dabei mit rund 800 Kilogramm Spannkraft zusammengepresst. Das Projekt bildet die gesamte Wertschöpfungskette ab – von der Entwicklung geeigneter Fügeprozesse bis zur Validierung der fertigen Komponenten.
Resilienz durch breite Positionierung
Ob Brennstoffzellen, Elektrolyseure oder Kryotanks: Weil Technology setzt auf Diversifizierung. Das war schon immer so. „Marktschwankungen gibt es im Maschinenbau immer wieder“, sagt Florian Weil. „Deshalb sollte man nicht von einem Markt abhängig sein und braucht mindestens fünf Eisen im Feuer.“
Neben dem Wasserstoff- und Batteriebereich bleibt das Unternehmen in der klassischen Automobilindustrie, im Heizungs-, Klima- und Lüftungsbereich sowie in der Hausgerätebranche aktiv. Und: „Wir exportieren in alle Welt“, sagt Susanne Tegel.
Die Transformation weg vom Verbrenner ist bei Weil Technology real – aber sie ist kein abrupter Bruch, sondern eine schrittweise Erweiterung des Kompetenzprofils. Die Mikro-Schweißtechnik für Bipolarplatten, die eine eigene Abteilung im Unternehmen mittlerweile selbständig weiterentwickelt, hat mit dem klassischen Makro-Schweißen für Kaminrohre oder Waschmaschinen technisch kaum noch etwas gemein. Und doch ist sie aus denselben Wurzeln gewachsen: Blech, Laser, Präzision.
„Ich glaube, es war die richtige Entscheidung, sich dem Wandel zu stellen“, sagt Florian Weil. Wie weit die Entscheidung trägt, wird der Markt entscheiden – sobald genug grüner Wasserstoff im Angebot ist.
