Большинство компаний, производящих клеи и материалы, отправляют образцы. Henkel построила завод внутри своей лаборатории.
Центр применения аккумуляторов в Мэдисон-Хайтс, штат Мичиган, оснащен производственным распределительным оборудованием, шестиосным роботом ABB и насосными системами, рассчитанными на полномасштабные корпуса аккумуляторов для электромобилей. OEM-производители и производители аккумуляторов могут привозить свои реальные компоненты, запускать их в реальных процессах дозирования и получать данные о нанесении шариков, расходах, температурах и поведении материала на производственных скоростях.
«Это очень быстро переводит разговор от простого сосредоточения на образцах к более тесному совместному проектированию с нашими партнерами и клиентами на основе совместной системы», — сказал Панкадж Арора, вице-президент подразделения Henkel по производству электроники, электронной мобильности и автомобильных компонентов в Северной Америке. По его словам, этот центр объединяет под одной крышей прикладные возможности, технологический опыт и передовое моделирование.
Заряжено недавно посетил Центр применения аккумуляторов, чтобы посмотреть, что у него внутри, и поговорить с инженерами, которые его эксплуатируют.
Производственное оборудование в лаборатории прототипирования
Хлоя Джиндра, старший инженер по применению в центре, провела нас через установку дозирования. Роботизированная ячейка обрабатывает как однокомпонентные, так и двухкомпонентные картриджи, а также дозирует большие объемы полиуретанов, эпоксидных смол, термоматериалов и силиконов. Несколько дозирующих головок позволяют команде переключаться между типами материалов без перестройки ячейки.
«Эти инструменты HMI позволяют нам контролировать определенные факторы, такие как скорость потока и предварительное давление, а также размер шариков», — сказал Джиндра. «Таким образом, мы всегда гарантируем, что получим идеальный размер бусинок для нашего клиента».
Насосные системы подходят для ведер немецких размеров (Хобок), стандартных ведер и бочек. Все они нагреваются для регулирования вязкости, что важно, когда вы дозируете материалы, которые при комнатной температуре ведут себя иначе, чем в диапазоне 40–60 °C, где обычно работают производственные линии. Операторы могут вызывать и упорядочивать программы выдачи из ЧМИ, не входя в ячейку робота, а система безопасности переключается между автоматическим режимом и режимом обучения в зависимости от того, присутствуют ли клиенты на этаже.
Разъединение по требованию
Склеивание аккумуляторной батареи — одна из инженерных задач. Разобрать это другое.
Мэтт Бобак, старший менеджер Центра применения аккумуляторов, сказал, что все большая часть работы сейчас сосредоточена на разрыве соединения: создании клеевых соединений, которые можно намеренно перевернуть. Целевые области применения включают доработку на заводе, ремонт на местах и утилизацию по окончании срока службы.
«Мы сосредоточились на двух основных факторах», — сказал Бобак. «Это либо электрические, либо термические триггеры разрыва соединений, позволяющие безопасно снимать и разрывать соединения узлов».
Идея состоит в том, чтобы разработать адгезивные системы, которые выдерживают термические и механические нагрузки при нормальной работе от батареи, но аккуратно разъединяются при воздействии правильного раздражителя. Бобак сказал, что работа выполняется совместно с клиентами с целью создания «среды типа разрыва соединения по требованию», которая обеспечивает последовательное и безопасное разделение, будь то ремонт на производственной линии или упаковка, отправляемая на переработку.
Это более сложная инженерная проблема, чем кажется. Клей, который слишком легко отходит, представляет собой угрозу надежности. Тот, который вообще не отпускает, делает аккумулятор одноразовым, что создает проблемы с требованиями ремонтопригодности и правилами переработки, которые ужесточаются как в Европе, так и в Северной Америке.
Лаборатория на линии
Другая проблема, которую описал Бобак, — это убедиться, что то, что работает в лаборатории, по-прежнему работает в больших объемах. «Мы хотим взять что-то, что находится в лабораторной среде, и пройти через пилотные линии, через объемы производства», — сказал он. «Мы хотим добиться такой последовательности на протяжении всего процесса».
Это означает согласование параметров дозирования (температуры, скорости, геометрии шариков, давления) в разных масштабах, чтобы материал, сертифицированный в Мэдисон-Хайтс, работал одинаково, когда он наносится с высокой скоростью на производственном участке клиента. Контроль качества в центре построен на этой передаче.
Арора сказал, что это предприятие также способствует разработке собственной продукции Henkel. Работая с OEM-производителями на ранних этапах проектирования, мы выявляем требования, которые группа по материалам не увидит только из запроса технических данных: от нового химического состава ячеек до развивающейся архитектуры упаковки. «Мы можем применить эти знания обратно в наши циклы разработки и производить более качественный продукт», — сказал Арора. Центр также использует моделирование цифровых двойников для сокращения физических циклов итераций.
