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Wenn hunderte von empfindlichen Folien und beschichteten Dünnblechen zu einem „Stack“ zusammengefügt werden – dann geht es um die Brennstoffzellenproduktion. Einem chinesischen Hersteller ist es gelungen, diesen Prozessschritt zu 100% zu automatisieren. Die Hauptaufgabe dabei übernehmen Stäubli Roboter.
In Cixi/China hat die Palcan Group eine weltweit einmalige, vollautomatische Produktionslinie für Brennstoffzellen in Betrieb genommen. Stäubli Roboter erweisen sich bei der Handhabung der empfindlichen Komponenten selbst in säurehaltiger Umgebung als wahre Produktivitätsbooster.
Die Palcan Group treibt ebenso energisch wie erfolgreich die Massenproduktion von Brennstoffzellen als mobile und stationäre Energiequelle der Zukunft voran. Dabei ist es ein großer Vorteil, dass der Herstellungsprozess der Kernkomponenten wie Stacks, Bipolarplatten und Reformer im eigenen Haus erfolgt. Das Unternehmen beauftragte einen renommierten Anlagenbau-Spezialisten mit der Planung und dem Bau einer hoch automatisierten Produktionslinie für einen zentralen Prozessschritt: die Membranelektrodenmontage (MEA) für Methanol-Reforming-Brennstoffzellen (MRFC).
Die Produktion dieser Komponenten in großem Maßstab stellt eine echte Herausforderung dar. Denn jeder „Stack“ (Stapel) besteht aus einer großen Anzahl von dünnen und wertvollen Materialien mit empfindlichen Oberflächen, die aufeinandergestapelt werden. Dabei übernehmen Stäubli Roboter die Hauptrolle. Ein Sechsachser vom Typ TX2-90 transportiert frisch beschichtete und zugeschnittene Carbonfolien schnell und präzise zur definierten Montageposition.
Eine weitere Komponente der Stacks, die PBI (Polybenzimidazol)-Folien, müssen in einer stark sauren Umgebung (pH >2) getränkt werden, ohne dass es zu Korrosion oder Beschädigung der Handhabungsgeräte kommt. Diese Aufgabe erledigt ein Stäubli SCARA Roboter TS2-80 in „Humid Environment“ (HE)-Ausführung. Solche Roboter können nicht nur in feuchter, sondern auch stark korrosiver Umgebung arbeiten.
Ein zweiter TX2-90 Sechsachser führt die MEA-Einheit mit hoher Dynamik einer Laserschneidanlage zu. Bei der anschließenden Montage der Stapel zu Zellen übernehmen zwei Stäubli TS2-80 mit einer Traglast von je 2,4 kg das Handling. Hier setzen die Stäubli Roboter Maßstäbe in Sachen Tempo und Präzision: Die Zykluszeit liegt bei nur 0,8 Sekunden, und die Positioniergenauigkeit beträgt +/- 0,01 mm.
Das Ergebnis: Dank dieser Kombination aus Geschwindigkeit und Präzision kann Palcan ein komplettes Brennstofzellen-Stack in einer Stunde montieren: In Anbetracht der hohen Anzahl an Komponenten ist das extrem schnell.
Das Werk von Palcan in Cixi hat sich in der Branche schnell zur Referenz entwickelt – als die erste Produktion mit vollautomatischen Linien sowohl für Membranelektroden als auch für die Stacks von Hochtemperatur-Brennstoffzellen.
Yu Yiwen, Brand and Supply Chain Director der Palcan Group: “Die Stäubli Roboter gewährleisten Genauigkeit und Stabilität in unserer Produktion – bei hohem Tempo und in stark säurehaltiger Umgebung. Sie reduzieren die Bruchrate der empfindlichen Komponenten erheblich und senken die Produktionskosten. Außerdem hat uns das Stäubli Team während unserer ersten Zusammenarbeit viele professionelle Vorschläge und Lösungen unterbreitet. In der Zukunft wird es definitiv einen breiteren Raum für die Zusammenarbeit geben."
