Az első globális agilis akkumulátorgyártó üzem megnyitása

Pilotlinie einer agilen, modular aufgebauten Batteriezellfertigung in der Karlsruher Forschungsfabrik. (Fotó: Amadeus Bramsiepe, KIT)

Vendégekkel a gazdaság, a tudomány és a politika képviseletében a részt vevő minisztériumok és a KIT képviselői szimbolikusan egy szalag átvágásával megnyitották az új agilis akkumulátorcella-gyártósort a Karlsruhei Kutatógyárban. (balról jobbra: Stefan Jung, BMBF; Jürgen Fleischer, KIT; Ronny Feuer, MWK; Joachim Knebel, KIT) (Fotó: Amadeus Bramsiepe, KIT)

Az akkumulátorcella – például az elektromobilitás vagy az elektromos szerszámok számára – jövőben rugalmasabban gyártható, a Karlsruhei Műszaki Intézet (KIT) kutatói egy agilis akkumulátorcella-gyártási rendszert hoztak létre. A rendkívül rugalmas robot-alapú automatizációnak köszönhetően elérték azt a fokú rugalmasságot, amely eddig csak kézi gyártásban volt megvalósítható. Ez lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy gyorsabban alkalmazkodjanak az új technológiákhoz és a volatilis piacokhoz, valamint erősítheti Németország versenyképességét az ipari területen. A szövetségi és tartományi támogatás összesen közel 19 millió euróval segítette az építést.

Az akkumulátorcella egyre nagyobb jelentőséggel bír a sokoldalú és hatékony energiatárolóként a Szövetségi Gazdasági és Klímavédelmi Minisztérium szerint. Például a mobilitás folyamatos elektromosításának hajtóereje. A gyártó vállalatok számára ez a kulcsfontosságú technológia magas stratégiai és gazdasági jelentőséggel bír. Jelenleg a kereslet főként Ázsiában és Észak-Amerikában megvalósuló költségorientált tömegtermelés által van fedezve, ami hatással van a gép- és berendezésgyártásra is. „Nálunk Németországban nincs meg a feltétel arra, hogy a cellák tisztán költségorientált tömegtermelésében és a hozzá kapcsolódó gépgyártásban versenyképesek legyünk” – mondja Dr. Jürgen Fleischer, a KIT wbk Gyártástechnikai Intézetének vezetője. „A világ első agilis akkumulátorcella-gyártásának megnyitása a Karlsruhei Kutatógyárban megmutatja, hogyan tudunk magas rugalmasságú és erőforrás-hatékony gyártással kitűnni a világgazdaságból, és célzottan a nyereséges prémium szegmenst és niche piacokat célozni.”

Rugalmas és erőforrás-hatékony akkumulátorcella-gyártás

A KIT kutatói különleges robotcellákat fejlesztettek ki az Exyte céggel közösen az akkumulátorcella-gyártáshoz. „Ezek világszinten újszerűek. Helyi szárazkamrákként működnek, más néven mikro-környezetek, amelyek védelmet nyújtanak a nedvességérzékeny akkumulátormaterialoknak” – mondja Fleischer. A hagyományos szárazkamrákhoz képest a száraz térfogat jóval kisebb. Ezért ez a technológia különösen magas energia-megtakarítási potenciált kínál. Négy ilyen mikro-környezet, a hozzájuk tartozó folyamatmodulokkal együtt, a rugalmas akkumulátorcella-gyártás fizikai felépítését alkotják a Karlsruhei Kutatógyárban, a wbk-ben.

Emellett a projekt résztvevői létrehoztak egy „digitális ikertestvért”, vagyis egy virtuális másolatot a gyártási rendszerről. Így a kutatók szoftveres alapon vizsgálhatják az egyes mikro-környezetek sokszorosításával járó skálázási hatásokat, és meghatározhatják például az optimális tételméretet. Ez a szimuláció a rugalmas akkumulátorcella-gyártás gyártástervezésében is felhasználható. A valós berendezés egy adatbázishoz van csatlakoztatva, hogy a jövőben minden folyamatot mesterséges intelligencia alapú módosítással és fejlesztéssel lehessen irányítani.

Szoros együttműködés a tudomány és az ipar között

A kutatók az AgiloBat kutatási projekt keretében közösen fejlesztették ki az akkumulátorcella-gyártást, középvállalkozások által jellemzett gép- és berendezésgyártókkal. Ezáltal lehetővé válik, hogy közösen versenyképes berendezéstechnológiát kínáljanak az egész folyamatlánc mentén. A KIT által behozott folyamatismeret a rugalmasabb és modulárisabb berendezéstechnikában lehetővé teszi a részt vevő vállalatok számára, hogy fenntartható módon, változatos variánsokat, erőforrás-hatékonyan és automatizáltan gyártsanak akkumulátorcella típusokat, valamint iparközeli gyártással kis anyagmennyiségekben próbálják ki az új anyagrendszereket. A kifejlesztett infrastruktúra kiegészíti az 2011 óta a KIT-ben kialakított kutatási infrastruktúrát az akkumulátorcella-gyártás területén.

További információk az AgiloBat-ról

A kutatási projektben hét KIT intézet kutatói működnek együtt a Baden-Württemberg Napenergia- és Hidrogénkutató Központtal, valamint a Fraunhofer Kémiai Technológiai Intézettel. Az ipari gép- és berendezésgyártásból részt vesz a Coperion GmbH, a SAUERESSIG Csoport, a Schunk Csoport, a Herrmann Ultrahangtechnika GmbH & Co. KG, a Siemens AG, a DEHOF ingenieur+technik és az Exyte Technology GmbH.

A Szövetségi Oktatási és Kutatási Minisztérium 14,5 millió euróval támogatja a projektet, míg a Baden-Württemberg Tudományos, Kutatási és Művészeti Minisztérium 4,5 millió euróval. (kla)