Il nuovo memorandum rafforza la collaborazione tra Germania e Corea del Sud nella produzione laser, nelle batterie, nelle celle a combustibile e nelle tecnologie per il settore nucleare
Il Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT e il Korea Institute of Machinery & Materials KIMM hanno rinnovato il memorandum d’intesa che disciplina la loro collaborazione scientifica e tecnologica. L’accordo è stato firmato il 16 luglio 2026 ad Aquisgrana, in Germania, da Jochen Stollenwerk, direttore ad interim di Fraunhofer ILT, e Seog-Hyeon Ryu, presidente di KIMM.
Il rinnovo non rappresenta l’inizio dei rapporti tra Fraunhofer ILT e KIMM. I due istituti collaborano da anni nello sviluppo di processi di saldatura laser, microlavorazione dei materiali e tecnologie produttive destinate all’industria. Il nuovo memorandum prolunga questa relazione e concentra l’attività comune su alcuni settori nei quali la qualità del processo produttivo può incidere direttamente sui costi, sull’affidabilità e sulla possibilità di passare dal laboratorio alla produzione in serie.
Fraunhofer ILT e KIMM intendono lavorare sulla fabbricazione delle batterie, sulla lavorazione laser dei conduttori hairpin impiegati nei motori elettrici, sulle tecnologie per l’idrogeno e sui sistemi energetici a basse emissioni. Il programma comprende anche possibili attività nel decommissioning nucleare e nella produzione di componenti per Small Modular Reactors, i reattori modulari di piccola taglia indicati con la sigla SMR.
Dal memorandum del 2022 al nuovo accordo del 2026
Fraunhofer ILT e KIMM avevano formalizzato la loro cooperazione con un precedente memorandum firmato il 5 maggio 2022. In quell’occasione, Fraunhofer ILT era rappresentato dal direttore Constantin Häfner, mentre KIMM era guidato da Sang Jin Park.
Il memorandum del 2022 aveva l’obiettivo di facilitare lo scambio di ricercatori, l’organizzazione di incontri scientifici e la partecipazione congiunta a programmi internazionali di ricerca. Fraunhofer ILT e KIMM puntavano anche a migliorare le possibilità di ottenere finanziamenti per progetti condotti da gruppi tedeschi e sudcoreani.
Uno dei primi campi di lavoro riguardava lo sviluppo di processi laser per tagliare e saldare piastre bipolari metalliche. Questi componenti sono utilizzati nelle celle a combustibile e devono essere prodotti rispettando requisiti severi in materia di tenuta, precisione geometrica, conducibilità elettrica e resistenza alla corrosione.
Il rinnovo del 2026 indica che Fraunhofer ILT e KIMM considerano utile proseguire il rapporto costruito nel quadriennio precedente. Il memorandum aggiornato dovrebbe agevolare la preparazione di nuovi progetti, la condivisione delle infrastrutture di ricerca e la mobilità del personale scientifico tra Germania e Corea del Sud.
Un memorandum d’intesa, tuttavia, non equivale a un contratto industriale o all’assegnazione automatica di fondi. Il documento stabilisce un quadro di collaborazione. I singoli programmi dovranno essere definiti attraverso accordi specifici, candidature a bandi pubblici, finanziamenti nazionali o internazionali e, in alcuni casi, il coinvolgimento di aziende interessate alla successiva industrializzazione.
Il sistema per la produzione delle piastre bipolari
Fraunhofer ILT e KIMM indicano tra i risultati della collaborazione lo sviluppo di un sistema produttivo ibrido per la lavorazione delle piastre bipolari metalliche.
Le piastre bipolari costituiscono una parte essenziale degli stack di celle a combustibile. Distribuiscono i gas di processo, conducono la corrente elettrica, contribuiscono alla gestione termica e separano le singole celle. Nelle versioni metalliche sono spesso realizzate unendo due sottili fogli sagomati di acciaio inossidabile o leghe di nichel.
La fabbricazione richiede saldature continue e impermeabili ai gas. Una perdita può compromettere il funzionamento dello stack e creare problemi di sicurezza. Lo spessore ridotto delle lamiere impone inoltre di limitare deformazioni termiche, spruzzi, difetti della saldatura e variazioni tra un componente e l’altro.
Fraunhofer ILT studia processi nei quali il laser può eseguire saldature ad alta velocità, controllando l’apporto di calore in un’area circoscritta. L’istituto tedesco ha sviluppato anche sistemi di serraggio, geometrie di saldatura e metodi di controllo in linea finalizzati a ottenere giunti riproducibili e a documentare la qualità del processo.
La tecnologia laser può essere utilizzata anche per il taglio del profilo esterno delle piastre, per la realizzazione di microstrutture superficiali e per la modifica delle aree di contatto. La lavorazione della superficie può contribuire a ridurre la resistenza elettrica tra la piastra bipolare e lo strato di trasporto dei gas, migliorando l’efficienza complessiva della cella a combustibile.
Il lavoro congiunto di Fraunhofer ILT e KIMM punta quindi a integrare più fasi produttive in un sistema adatto a essere valutato in condizioni vicine a quelle industriali. La questione centrale non è soltanto la capacità di realizzare un singolo componente conforme, ma la possibilità di ripetere l’operazione con tempi di ciclo, costi e livelli di scarto compatibili con la produzione di serie.
Nuovi progetti per la produzione delle batterie
La fabbricazione delle batterie costituisce uno dei principali settori indicati nel memorandum rinnovato da Fraunhofer ILT e KIMM.
La catena produttiva di una batteria comprende la preparazione e il rivestimento degli elettrodi, l’essiccazione, il taglio delle pellicole, l’assemblaggio delle celle, il collegamento elettrico e meccanico dei moduli e la costruzione dei pacchi batteria. Le tecnologie laser possono essere applicate in diverse fasi, ma ogni applicazione presenta materiali, tolleranze e condizioni operative differenti.
Fraunhofer ILT dispone ad Aquisgrana di infrastrutture dedicate allo sviluppo di processi per batterie e sistemi di accumulo. L’istituto lavora, tra gli altri temi, sull’essiccazione laser degli elettrodi, sul taglio delle pellicole rivestite e sulla microsaldatura dei collegamenti tra celle.
L’essiccazione convenzionale degli elettrodi utilizza forni che occupano superfici estese e richiedono quantità rilevanti di energia. I processi laser possono applicare l’energia in modo più selettivo e possono essere integrati in linee compatte, purché siano garantite uniformità del trattamento, velocità e compatibilità con i materiali.
Nel taglio degli elettrodi, il controllo dei bordi è importante per evitare particelle, bave o danni agli strati funzionali che potrebbero provocare difetti o cortocircuiti. Nella costruzione dei moduli, la saldatura laser deve invece realizzare collegamenti elettrici con bassa resistenza e stabilità meccanica, spesso unendo materiali differenti come rame, alluminio e acciaio.
KIMM può affiancare queste competenze con la propria esperienza nei sistemi di produzione per batterie, nei processi roll-to-roll, nella progettazione degli elettrodi e nello sviluppo di apparecchiature industriali. La collaborazione tra Fraunhofer ILT e KIMM potrebbe quindi interessare sia il singolo processo laser sia la sua integrazione in una linea automatizzata, completa di sensori, controllo qualità e raccolta dei dati.
La lavorazione laser degli hairpin per i motori elettrici
Fraunhofer ILT e KIMM stanno preparando proposte congiunte dedicate alla lavorazione degli hairpin utilizzati nei motori elettrici.
Gli hairpin sono conduttori di rame, generalmente caratterizzati da una sezione rettangolare, che vengono inseriti nelle cave dello statore e collegati tra loro alle estremità. La geometria consente di aumentare il riempimento di rame nello statore e di costruire avvolgimenti adatti a motori con elevate densità di potenza.
La produzione richiede numerose operazioni: sagomatura del conduttore, rimozione selettiva del rivestimento isolante, posizionamento, allineamento e saldatura delle estremità. La variabilità della posizione dei singoli conduttori può rendere necessario l’impiego di sistemi ottici capaci di identificare il punto corretto prima della saldatura.
Il rame presenta inoltre un’elevata conducibilità termica e una risposta alla radiazione laser che varia in funzione della lunghezza d’onda e dello stato della superficie. Il processo deve limitare porosità, spruzzi e difetti che potrebbero ridurre la sezione elettricamente attiva o compromettere l’isolamento delle parti vicine.
Fraunhofer ILT conduce attività sulla saldatura di rame e alluminio, sulla modulazione del fascio e sul controllo delle proprietà del cordone. KIMM sviluppa tecnologie laser ed elettron-beam, sistemi produttivi e metodi di valutazione dell’affidabilità delle apparecchiature. L’unione delle competenze potrebbe portare alla costruzione di dimostratori destinati alla produzione di statori per motori elettrici.
Per avere un valore industriale, il progetto dovrà affrontare non soltanto la qualità della singola saldatura, ma anche la velocità dell’intera sequenza, il riconoscimento automatico dei conduttori, la tracciabilità dei risultati e l’individuazione dei difetti senza rallentare la linea.
Lo scambio di ricercatori tra Germania e Corea del Sud
Il rinnovo del memorandum assegna un ruolo importante agli scambi di personale. Nel 2025 Su-Jin Lee, ricercatrice di KIMM, ha partecipato a un programma presso Fraunhofer ILT.
La presenza di ricercatori sudcoreani nei laboratori di Fraunhofer ILT permette di trasferire conoscenze che non possono essere condivise soltanto attraverso documenti, modelli matematici o riunioni a distanza. La messa a punto di un processo laser dipende anche dalla configurazione dell’ottica, dal sistema di serraggio, dal comportamento dei materiali e dall’interpretazione dei segnali raccolti durante la lavorazione.
Il personale di Fraunhofer ILT può, allo stesso modo, lavorare sulle infrastrutture di KIMM e comprendere le esigenze delle filiere industriali sudcoreane. Germania e Corea del Sud dispongono entrambe di settori automobilistici, elettronici e meccanici orientati all’esportazione, ma presentano strutture produttive, fornitori e programmi pubblici differenti.
Fraunhofer ILT e KIMM potranno utilizzare gli scambi per costruire gruppi di ricerca capaci di presentare progetti internazionali con obiettivi condivisi. La mobilità scientifica può inoltre ridurre i problemi che emergono quando due laboratori utilizzano apparecchiature, procedure di misura o criteri di validazione non perfettamente comparabili.
Idrogeno e produzione industriale
Le tecnologie per l’idrogeno costituiscono un altro campo di interesse per Fraunhofer ILT e KIMM.
La riduzione dei costi delle celle a combustibile e degli elettrolizzatori dipende anche dalla possibilità di produrre componenti in grandi volumi. Saldatura, taglio, strutturazione e trattamento delle superfici devono essere eseguiti con velocità elevate e con livelli di scarto controllati.
Fraunhofer ILT studia processi laser per piastre bipolari, membrane, strati funzionali e componenti destinati agli elettrolizzatori. KIMM opera nelle tecnologie energetiche, nelle macchine e nei sistemi produttivi e può contribuire alla progettazione delle apparecchiature necessarie per trasferire i processi su scala industriale.
Il memorandum consente a Fraunhofer ILT e KIMM di proseguire il lavoro sulle piastre bipolari e di valutare applicazioni lungo altre parti della catena dell’idrogeno. I possibili sviluppi dovranno essere misurati attraverso indicatori concreti, tra cui velocità produttiva, consumo energetico, durata degli utensili, qualità dei componenti e costo per unità.
Decommissioning nucleare e taglio laser subacqueo
Fraunhofer ILT e KIMM intendono esaminare anche opportunità di cooperazione nelle tecnologie per lo smantellamento delle centrali nucleari.
KIMM ha già sviluppato sistemi per il taglio laser subacqueo di strutture utilizzate negli impianti nucleari. L’istituto sudcoreano ha lavorato su apparecchiature in grado di operare in ambienti che simulano profondità superiori a dieci metri e sul taglio di componenti metallici con spessori nell’ordine dei cento millimetri.
Il lavoro sott’acqua può contribuire a contenere polveri e materiali contaminati, ma richiede apparecchiature resistenti, sistemi di posizionamento remoto e procedure capaci di mantenere stabile il processo in condizioni difficili. Alla lavorazione devono essere affiancate tecnologie per il monitoraggio, la decontaminazione e la gestione dei residui.
Fraunhofer ILT possiede competenze nella progettazione delle sorgenti, nella guida del fascio, nelle teste di lavorazione, nei sensori e nel taglio di materiali metallici. Una collaborazione con KIMM potrebbe riguardare lo sviluppo delle apparecchiature, la qualificazione del processo e la costruzione di sistemi robotizzati per operazioni remote.
Produzione dei componenti per Small Modular Reactors
Il memorandum cita anche le tecnologie produttive per gli Small Modular Reactors. Gli SMR sono progettati per essere realizzati attraverso moduli e componenti standardizzati, con una parte maggiore delle lavorazioni eseguita in fabbrica rispetto alla costruzione di una centrale tradizionale.
La standardizzazione non elimina le difficoltà di produzione. I componenti destinati al settore nucleare devono rispettare procedure di qualificazione, controlli non distruttivi e requisiti di tracciabilità severi. Le sezioni metalliche possono avere spessori elevati e richiedere processi di saldatura capaci di ridurre tempi, deformazioni e operazioni successive.
KIMM ha sviluppato in Corea del Sud un sistema di saldatura a fascio di elettroni da 120 kilovolt e 60 kilowatt, progettato per lavorare materiali con spessori superiori a cento millimetri e valutato anche in relazione alla produzione degli SMR.
La cooperazione con Fraunhofer ILT potrebbe consentire di confrontare processi laser, tecnologie a fascio di elettroni e soluzioni ibride. La scelta del processo dipende dalla geometria del componente, dal materiale, dallo spessore, dall’ambiente di lavorazione e dai requisiti di certificazione.
Il memorandum non identifica ancora un impianto o un componente nucleare specifico. L’inclusione degli SMR indica però che Fraunhofer ILT e KIMM intendono estendere la collaborazione oltre l’elettromobilità e utilizzare le competenze sui fasci ad alta energia in settori nei quali affidabilità e documentazione del processo hanno un peso decisivo.
Le competenze di Fraunhofer ILT
Fraunhofer ILT è uno dei maggiori istituti europei dedicati alle tecnologie laser applicate. La struttura di Aquisgrana conta circa 490 dipendenti, dispone di oltre 19.500 metri quadrati di superficie e ha contribuito alla nascita di più di quaranta spin-off.
Le attività di Fraunhofer ILT comprendono lo sviluppo delle sorgenti laser, dei sistemi ottici, delle tecnologie di misura e dei processi di produzione. Fraunhofer ILT lavora su saldatura, taglio, trattamento delle superfici, produzione additiva, microfabbricazione, tecnologie quantistiche, applicazioni medicali ed energia.
Il modello di Fraunhofer ILT è basato sulla ricerca applicata e sulla collaborazione con le aziende. Le attività possono partire da studi di fattibilità e arrivare alla costruzione di dimostratori, impianti pilota e processi destinati al trasferimento industriale.
Il ruolo di KIMM nell’industria sudcoreana
KIMM è un istituto di ricerca senza scopo di lucro finanziato dal governo sudcoreano e sottoposto al Ministry of Science and ICT della Corea del Sud. Fondato nel 1976, KIMM opera nei settori delle macchine, dei materiali, dei sistemi produttivi, della robotica, dell’energia e delle tecnologie di fabbricazione.
KIMM svolge attività di ricerca, prove di affidabilità, sviluppo di apparecchiature e trasferimento tecnologico verso l’industria. L’istituto dispone della sede principale a Daejeon e di strutture dedicate a differenti specializzazioni e aree industriali.
Il contributo di KIMM alla cooperazione con Fraunhofer ILT non riguarda quindi soltanto la ricerca sui parametri laser. KIMM può lavorare sull’architettura delle macchine, sull’automazione, sull’integrazione dei processi, sui sistemi di movimentazione e sulle procedure di verifica necessarie per introdurre una tecnologia nelle fabbriche.
Una cooperazione orientata al trasferimento industriale
L’aspetto più rilevante dell’accordo tra Fraunhofer ILT e KIMM è la combinazione tra conoscenza del processo laser e capacità di sviluppare sistemi produttivi completi.
Molte tecnologie raggiungono buoni risultati su campioni o piccole serie, ma incontrano difficoltà durante l’integrazione in una linea industriale. I problemi possono riguardare la variabilità dei materiali, il posizionamento dei componenti, l’usura delle attrezzature, la gestione termica, il controllo qualità e la disponibilità complessiva dell’impianto.
Fraunhofer ILT e KIMM dovranno affrontare questi aspetti fin dalle prime fasi dei nuovi progetti. La collaborazione potrà essere valutata sulla base dei dimostratori realizzati, dei finanziamenti ottenuti, delle aziende coinvolte e delle tecnologie trasferite alla produzione.
Il rinnovo del memorandum fornisce a Fraunhofer ILT e KIMM una cornice stabile per lavorare insieme. I prossimi passaggi dovranno trasformare gli obiettivi generali in programmi con scadenze, budget, responsabilità e prestazioni misurabili.
La cooperazione tra Fraunhofer ILT e KIMM assume quindi un significato che va oltre il rinnovo formale di un’intesa. Germania e Corea del Sud intendono collegare le rispettive competenze nella ricerca laser, nella meccanica e nei sistemi produttivi per affrontare applicazioni nelle quali efficienza energetica, qualità e scalabilità industriale devono essere sviluppate nello stesso momento.
