Sotto alta pressione

Marginal Column

e-bike, e-auto, e-moto: tutte alimentate con batterie che richiedono involucri in ceramica. Con presse isostatiche altamente efficient Dorst Technologies riesce a soddisfare questa enorme richiesta.

 

I primi veicoli completamente elettrici e a propulsione ibrida si muovono già per le strade e i costruttori stanno per dare il via alla produzione di serie. Un ruolo chiave in questo ambito viene svolto dalle batterie ad alto rendimento. Per le auto di domani queste devono diventare ancora più potenti ed essere disponibili in grandi quantità. Sono perciò richiesti metodi di produzione efficienti. Una soluzione è stata presentata dalla Dorst Technologies GmbH & Co. KG, con sede nella città bavarese di Kochel am See. Il fornitore di macchine e impianti per la realizzazione di prodotti in ceramic e con polvere metallurgica ha sviluppato un sito produttivo per la fabbricazione di involucri per batterie. La IPM 40/3 è provvista di struttura modulare e può comprendere fino a tre presse isostatiche. I Motion Control HNC100-3X decentralizzati di Rexroth vengono gestiti dagli assi di regolazione idraulici.

Senza sbavature

L’elettronica di regolazione garantisce che venga soddisfatto il più importante requisito durante la produzione degli involucri per batteria: l’elevata omogeneità del materiale. Il presupposto in tal senso è una pressione uniforme. Con le presse isostatiche per polvere ceramica i materiali polverizzati vengono versati in uno stampo, quindi un’emulsione acqua-olio esercita una pressione fino a 2.000 bar sull’involucro in gomma avvolgente. “Per le funzioni idrauliche abbiamo scelto un approccio decentralizzato e utilizziamo in ogni modulo pressa le funzionalità NC dei sistemi Rexroth HNC100-3X”, spiega Günter Bergel, Project Manager presso la Dorst Technologies.

Ciascun modulo è equipaggiato con un Motion Control, regola le valvole di controllo direzionale pilotate e a comando diretto con retroazione elettrica per le movimentazioni di processo. I moduli di regolazione digitali vengono collegati mediante Profibus ai PLC degli impianti. Il PLC centrale coordina i tre moduli pressa nonché l’automazione e la sicurezza dell’impianto. Il risultato è una continua formatura e uniformi rapport di densità degli involucri.

Creazione di una pressione dinamica

Durante il riempimento, la chiusura dello stampo e l’estrazione dallo stampo del pezzo stampato, l’asse principale della pressa è in funzione con una forza di chiusura di 400 kilonewton: l’elettronica di regolazione nel Controller-Format si occupa del suo posizionamento. “L’impianto idraulico guida il pistone superiore su più posizioni”, spiega Günter Bergel. Il secondo asse pilota il trasformatore di pressione per l’emulsione. La pressione deve essere incrementata il più rapidamente possibile: “Approfittiamo della dinamica della valvola e possiamo creare nel giro di un second una pressione di 2.000 bar”, sottolinea Bergel.

Un gruppo idraulico centrale di Rexroth alimenta i tre moduli pressa con una pressione d’esercizio di 300 bar. L’abbattimento della pressione avviene quindi in modo controllato in più fasi: “Il pezzo in lavorazione deve “respirare”, questo è un fattore decisivo per la precisione dimensionale dei pezzi stampati”, dice Bergel. Durante lo sviluppo dell’impianto Bosch Rexroth ha fornito il suo supporto anche per la programmazione delle funzionalità NC.

Compiti complessi possono essere ora eseguiti rapidamente mediante appositi regolatori idraulici avanzati ad alto rendimento abbinati a comandi NC su misura per le esigenze del cliente. Esaustive funzionalità di camma ed estese possibilità di diagnosi garantiscono movimenti altamente dinamici e precisi. La parametrizzazione e la diagnosi dei moduli pressa avviene a scelta mediante i PLC dell’impianto oppure tramite l’interfaccia di servizio Ethernet. Mediante la comunicazione Ethernet gli utilizzatori rilevano ora anche i dati di processo per la documentazione relative alla qualità.

Flessibilità a 360°

Il concetto modulare della cella di produzione conferisce all’utilizzatore un “bonus” di libertà, sotto diversi punti di vista: inizialmente è possibile partire con un modulo pressa e, in caso di necessità, integrare con altri. Inoltre è possibile modificare rapidamente le composizioni del materiale oppure lavorare parallelamente su materiali diversi. La gestione ricette è integrata nel controllo dell’impianto, un cambio di prodotti può avvenire tramite la semplice pressione di pochi tasti. I migliori presupposti per le batterie ad alto rendimento nella produzione di serie.