Rund 1,65 Millionen E-Fahrzeuge waren zum 1. Januar laut Deutschlandatlas der Bundesregierung zugelassen. Die Anzahl hat sich damit innerhalb der letzten vier Jahre mehr als verfünffacht. Mit dieser Entwicklung einher geht eine steigende Nachfrage nach Batterien. Um nicht zu abhängig von Importen zu sein, strebt Europa an, bis 2030 eine Produktionskapazität von zwei Terrawattstunden zu erreichen. Doch das Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) zeigt mit einem Risikobewertungsmodell: Nur zwischen 54 und 75 Prozent der angekündigten Kapazitäten werden voraussichtlich erreicht. Der Grund: Verzögerungen der Bauvorhaben und hoher Produktionsausschuss in den Fabriken. Hohe Ausschussquoten belasten vor allem neuen Batteriezellfabriken in ihrer Anlaufphase. Die Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle (FFB) geht in den ersten Jahren von Raten von 15 bis 30 Prozent aus. Doch warum haben neue Batteriefabriken so hohe Ausschussraten? Einer der Gründe ist der hohe Automationsgrad. Betreiber müssen zahlreiche Maschinen und Anlagen aufeinander abstimmen, um kurze Zykluszeiten zu ermöglichen. Erschwerend kommt hinzu, dass die Komponenten einer Batterie sehr empfindlich gegenüber Feuchtigkeit, Temperatur, mechanischem Stress und kleinsten Verunreinigungen sind.
Anschlussfertiges Schlauchpaket mit ESD-Zertifikat
Ein gängiges Problem in der Batterieproduktion sind elektrostatische Entladungen, die Schäden an empfindlichen Batteriekomponenten verursachen. Auftreten können diese z.B. an Industrierobotern. Anfällig sind hier die Energieführungen, die Energie- und Datenleitungen vom Roboterfuß zum Werkzeug führen. „Bislang gab es kein ESD-zertifiziertes System, das sowohl die Energiekette als auch alle Anbindungen im kritischen Bereich umfasst“, sagt Matthias Meyer, Geschäftsbereichsleiter Triflex E-Ketten und Robotics bei Igus. Viele Anwender realisieren deshalb eigene Anschlüsse. Das führt neben einem hohen konstruktionstechnischen Aufwand auch immer wieder zu Fehlern, die schließlich elektrostatische Entladungen verursachen und zu Ausschuss führen. „Wir haben deshalb Triflex ESD auf den Markt gebracht. Dabei handelt es sich um das weltweit erste anschlussfertige Schlauchpaket für Industrieroboter, das ESD-ableitfähig ist.“ Das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) hat das System auf Ableitfähigkeit geprüft und zertifiziert. „Die ESD-Zertifizierung für die Energiekette und alle Anbindungen im kritischen Bereich bietet Anwendern in der Batterie- und lektronikproduktion nun noch mehr Sicherheit.“
Im Kundeneinsatz bewährt
Die Energiekette besteht aus beweglichen, runden Gliedern aus einem ableitfähigen Hochleistungskunststoff. „Dank spezieller Beschichtungen und ableitfähiger Materialien ist garantiert, dass alle Bauteile elektrostatische Aufladung zuverlässig ableiten – von der Kette, über die Spannschnelle bis hin zur Zugentlastung“, sagt Meyer. Bestandteil der Energieführung sind zudem ein sogenanntes Standard-Rückzugsystem oder ein Federstabsystem, die beide mit innenliegenden Glasfaserstäben arbeiten. Die Stäbe sind vollständig von der Triflex-Energiekette umschlossen, sodass eventuell auftretende elektrostatische Entladungen sicher abgeleitet werden können. Betreiber von Industrierobotern können die Lösung zudem schnell adaptieren, da sie mit allen marktgängigen Robotertypen kompatibel ist. In der Standardausführung ist das System bereits seit über 15 Jahren weltweit erfolgreich bei Kunden im Einsatz.
ESD-ableitfähige Lösung für Scaras
Speziell für hohe Dynamiken an Scara-Robotern hat igus die Scara Cable Solution entwickelt, die sich seit 2020 im Kundenumfeld bewährt. Sie führt die Energie von Achse 1 bis hin zur Kugelrollspindel sicher und verhindert das Abknicken der Leitungen auch im Dauerbetrieb. Die Lösung besteht aus drei Komponenten: der Drehlagerung für den Mitnehmer und den Festpunkt sowie dem Wellschlauch mit einem E-Rib. Dieses füllt die Fugen des Wellschlauches auf und stabilisiert ihn. Auch die Scara Cable Solution ist als ESD-Ausführung erhältlich und zertifiziert. Sowohl das Wellrohr als auch das E-Rib sind ableitfähig. Als Basismaterial der Anbindungen dient das von Igus entwickelte 3D-Druckmaterial Iglidur i8-ESD, welches hohe Abriebfestigkeit und erhöhte Steifigkeit aufweist. Zusätzlich sorgt ein formschlüssiger Übergang zwischen den beiden Endanbindungen für zertifizierte Ableitfähigkeit. Um das Portfolio der ESD-ableitfähigen Energieführungssysteme zu komplementieren, hat das Unternehmen kürzlich auch eine Zertifizierung seiner Clean Scara Cable Solution aus ESD-Material erhalten, die speziell für den Einsatz in hochdynamischen Reinraumumgebungen ausgelegt ist.
