Roboter-Energieführungssystem für den Trockenreinraum

Doch nicht nur elektrische Spannungen sorgen in der Batteriefertigung für Fehlproduktionen. Auch Staubpartikel und Luftfeuchtigkeit stellen eine Herausforderung dar und gefährden die Reinheit der Produktionsumgebung. Batteriehersteller verlagern deshalb viele Prozesse in Trockenreinräume. Doch nicht alle Komponenten halten diesen anspruchsvollen Umgebungsbedingungen stand. „Im Trockenreinraum haben viele Systeme eine kurze Lebensdauer und müssen nach zwei bis drei Monaten ausgetauscht werden“, erklärt Kira Weller, Produktmanagerin E-Ketten bei Igus. „Die Partikelemission kann wegen der Trockenheit stark zunehmen, da die Materialien oft nicht für die Trockenheit ausgelegt sind und spröde werden.“ Aus diesem Grund hat Igus sein Portfolio der reinraumtauglichen Energieführungen in dieser Umgebung getestet und gemeinsam mit dem Fraunhofer IPA neuartige Zertifikate entwickelt. „Das Triflex R TRC-System aus ESD-Material ist das erste Roboter-Energieführungssystem, das eine Trockenreinraum-Zertifizierung erhalten hat“, erklärt Matthias Meyer. Die TRC-Variante besteht aus einer geschlossenen Energiekette sowie einem integrierten Rückzugsystem, das die Energiekette stabilisiert und verhindert, dass sie mit dem Roboterarm in Berührung kommt und Abrieb verursacht. Nach den Tests des Fraunhofer IPA erhielt das Komplettsystem als erstes Produkt dieser Art die Zertifizierung für die ISO-Klasse 4 – und damit das bestmögliche Ergebnis. Eine höhere Zertifizierung ist nicht möglich, da die Testumgebung (Reinraum ISO Klasse 3 mit einer relativen Feuchtigkeit von unter einem Prozent, entsprechend einem Taupunkt von -40°C) dies nicht erlaubt. Nur bei schnelleren Bewegungen (v = 2,0m/s // a = 4,0m/s²) erhielt das System die ISO Klasse 5.

Erfolgreiche Langzeittests

Doch die Triflex R TRC ist nicht das einzige Produkt, das für die Anwendung im Trockenreinraum geeignet ist. Bereits 2023 präsentierte Igus mit der E6.29 die erste zertifizierte Standard-Energiekette für den Trockenreinraum. Um seinen Kunden auch langfristige Sicherheit bieten zu können, beauftragte Igus das Fraunhofer IPA mit einem Test zur Untersuchung des Alterungsverhaltens seiner Energieketten im Trockenreinraum – mit positivem Ergebnis. Gemeinsam hat man zwei neuartige Zertifikate entwickelt, welche die Tauglichkeit der Energieketten E6, E-Skin Flat, E-Skin Soft und Easy Chain E14 für den Trockenreinraum im Langzeittest bestätigen. Die Zertifikate sind unterteilt in ‚Pre-aging‘ und ‚Aging behaviour‘. Für das ‚Aging behaviour‘-Zertifikat wurden die E6.J und die E-Skin Flat über einen Zeitraum von zehn Monaten und über 15 Millionen Doppelhübe im Trockenraum getestet. Alle zwei Monate wurden sie auf ihre ISO Klasse untersucht und zertifiziert. Die E-Skin Flat überstand den Test mit der bestmöglichen Zertifizierung der ISO Klasse 4, die mit dem aktuellen Stand der Testumgebung (Reinraumklasse ISO 3, Taupunkt -40°C) erzielt werden kann. Auch die E6.J konnte dieses Ergebnis über vier Monate halten, und schloss am Ende mit ISO Klasse 5 ab. Das ‚Pre-aging‘-Zertifikat zertifiziert die Systeme E-Skin soft und Easy Chain E14 nach 15 Millionen Doppelhüben und zehn Monaten im Trockenraum. Auch hier erhielten die Energieketten die bestmögliche Zertifizierung ISO Klasse 4. „Dank dieser Zertifizierungen und Langzeitstudien können wir bestätigen, dass unsere Energieführungssysteme eine sehr geringe Partikelemission aufweisen und für den Einsatz in der Batterie- und Elektronikproduktion sicher sind“, so Matthias Meyer abschließend.

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