Jak taśmy PSA optymalizują produkcję baterii

Sponsorem jest Avery Dennison Performance Tapes.

Narzędzia taśmowe mogą uproszczać złożone procesy, wspierać montaż przy użyciu robotów, zmniejszać ilość odpadów i wiele innych rzeczy.

Autor: Max VanRaaphorst

Na całym świecie na drogach znajduje się już ponad 60 milionów pojazdów elektrycznych. To liczba, która jeszcze kilka lat temu wydawałaby się nie do pomyślenia. Pokazuje to, jak producenci pojazdów elektrycznych przeszli od udowadniania jedynie wykonalności projektu do konieczności dowodzenia jego możliwości produkcyjnych – czyli zdolności do szybkiego skalowania produkcji przy jednoczesnym maksymalizowaniu jakości, bezpieczeństwa i zysków.

To samo dotyczy baterii do pojazdów elektrycznych i mobilności elektronicznej. Chociaż technologia stale się rozwija, droga do wprowadzenia ich na rynek prowadzi obecnie przez produkcję. Zwycięskimi będą ci dostawcy, którzy potrafią optymalizować swoje procesy produkcyjne, skutecznie zautomatyzować je i wytwarzać produkty wysokiej jakości przy niskich kosztach.

Droga ta może wydawać się trudna. Istnieją jednak strategie, które mogą przynieść lepszą jakość i wydajność. Jedną z takich strategii jest doboru materiałów, szczególnie taśm klejących wrażliwych na nacisk (PSA).

Czego oferują taśmy PSA w projektowaniu baterii?

Narzędzia typu PSA to zaawansowana, wyrafinowana i zróżnicowana technologia stosowana we wielu branżach, w tym w przemyśle motoryzacyjnym i transportowym. W zależności od konfiguracji taśma może zawierać jeden lub dwa kleje, które przyklejają się do podłoża pod wpływem niewielkiego nacisku, warstwę wierzchnią zapewniającą stabilność wymiarową oraz inne właściwości, oraz warstwę ochronną chroniącą klej aż do jego zastosowania.

Te wielozadaniowe taśmy mogą łatwo zmieścić się w ciasnych przestrzeniach, jednocześnie pomagając ograniczyć całkowitą masę opakowania. Umożliwiają czyste i powtarzalne nakładanie oraz są zazwyczaj kompatybilne z procesami produkcji automatyczną.

Z punktu widzenia produkcji takie zalety mogą sprawić, że taśmy PSA stanowią lepszą alternatywę w porównaniu z klejami płynnymi, które wymagają czasu utwardzania i charakteryzują się różnicami w sposobie nakładania; oraz z elementami mechanicznymi, które zwiększają liczbę i masę części.

Taśmy PSA można również dostosować, aby zapewniały właściwości wykraczające poza zwykłe łączenie elementów. Kilka przykładów: izolacyjne warstwy elektryczne mogą wzmocnić ochronę dielektryczną systemu, a taśmy połączone z materiałami ochronnymi przed płomieniem, takimi jak mika, mogą poprawić ochronę termiczną. Taśmy laminowane na grubej warstwie pianki mogą zapewniać amortyzację wstrząsów dla delikatnych komponentów.

Taśmy PSA jako rozwiązanie typu design-for-manufacturability

Najważniejsze jest to, że taśmy PSA można dostosować nie tylko pod kątem końcowego zastosowania, ale także pod kątem specyficznych wyzwań samego procesu produkcyjnego. To właśnie stanowi istotę podejścia DFM.

Fakt jest taki, że produkcja baterii jest niezwykle złożona na wielu poziomach. Wytwarzanie komórek, modułów oraz pakietów wymaga użycia różnych podkładów, ścisłych tolerancji oraz wielowarstwowych konstrukcji, a także spełnienia określonych wymagań dotyczących zarządzania energią elektryczną i ciepłem. Marnotrawne etapy produkcji oraz uszkodzenia kruchych komponentów baterii stanowią poważne problemy, które mogą często występować u producentów stosujących tradycyjne metody łączenia i montażu.

Jak taśmy PSA rozwiązują te problemy i optymalizują produkcję baterii

Tutaj pojawiają się taśmy PSA. Oto zaledwie kilka sposobów, w jakie to rozwiązanie DFM może pomóc w optymalizacji produkcji baterii.

Taśmy PSA zmniejszają liczbę etapów procesu, koszty linii produkcyjnych oraz jej złożoność

Użycie taśm PSA eliminuje niektóre z czasochłonnych i wymagających dużego wysiłku kroków związanych z tradycyjnymi metodami łączenia i mocowania. Jak wspomniano wcześniej, taśmy nie wymagają czasu utwardzania. Po przyklejeniu elementy przygotowane za pomocą taśm mogą natychmiast przejść do następnego etapu procesu produkcyjnego. Dzięki temu oszczędza się czas i nie ma potrzeby używania urządzeń takich jak piecze do utwardzania, co pomaga w kontrolowaniu kosztów kapitałowych.

Avery Dennison next-gen Volt ToughTM Stretch jest doskonałym przykładem tych korzyści.

Produkt stanowi rozwiązanie izolacji dielektrycznej oparte na taśmie PSA, zaprojektowane do przyklejania się do płaskich blach metalowych. Te blachy można następnie ciąć i formować na dowolne kształty potrzebne do projektu komponentu baterii. „Elastyczność” wbudowana w taśmę zapobiega rozdarciu lub pęknięciu bariery dielektrycznej podczas tych procesów.

Tradycyjne metody izolacji dielektrycznej, takie jak powłoki proszkowe, mogą zwiększyć złożoność i koszty procesu produkcyjnego, niezależnie od tego, czy jest on realizowany wewnętrznie, czy zleczony podwykonawcy. Taśma PSA typu Volt Tough Stretch nowej generacji może być łatwiej stosowana bezpośrednio w procesie produkcyjnym, ręcznie lub za pomocą robotów, co przyczynia się do uproszczenia procesu i oszczędności kosztów.

Taśmy PSA ułatwiają automatyzację i zastosowanie robotyczne

Dzięki wykorzystaniu taśm dostosowanych do konkretnych zastosowań i metod automatyzacji, producenci pojazdów elektrycznych mogą projektować wydajne i skuteczne procesy automatyczne. Taśmy PSA umożliwiają zastosowanie różnych strategii automatyzacji, w tym pobieranie i umieszczanie części wyciętych na wymiar, usuwanie i nakładanie warstwy jednocześnie w jednej fazie oraz laminację dużych komponentów, takich jak płyty chłodzące.

Ponieważ sklejanie za pomocą taśmy PSA następuje natychmiast po kontakcie z podłożem, komponenty rzadziej ulegają przesunięciu podczas przenoszenia między stanowiskami. Jest to szczególnie ważne w przypadku warstwowych zespołów baterii, gdzie niewłaściwe ustawienie może prowadzić do problemów z odstępami elektrycznymi, nierównych powierzchni termicznych oraz awarii w dalszych etapach montażu.

Stabilność wymiarowa to kolejna zaleta taśm PSA stosowanych w sposób zautomatyzowany. Nośniki na bazie folii, takie jak PET, opierają się rozciąganiu podczas automatycznej obsługi i umieszczania, co poprawia dokładność pozycjonowania przy wysokich prędkościach aplikacji. W przypadkach, gdy montaż wymaga dopasowania wokół krawędzi lub na nierównych powierzchniach, można używać nośników nieprzędzonych lub piankowych, aby połączyć elastyczność z kompatybilnością z automatyką.

Dla producentów baterii skupionych na skalowaniu, taśmy PSA zaprojektowane do zastosowania w automatach mogą pomóc w stabilizacji linii produkcyjnych, poprawie wydajności oraz zwiększeniu ogólnej efektywności sprzętu.

Taśmy PSA pomagają kontrolować ilość odpadów i poprawiają jakość

Wiele materiałów używanych do produkcji baterii jest delikatnych i trudnych w obsłudze, co sprawia, że są szczególnie podatne na uszkodzenia podczas szybkiego montażu. Taśmy PSA można dostosować, aby pomóc producentom baterii ograniczyć ich udział w ilości odpadów i surowców bezużytecznych.

Częstym problemem jest usuwanie podkładek. Materiały takie jak mika lub papier ceramiczny mogą się rozerwać, oddzielić warstwy lub pęknąć pod wpływem nadmierznego napięcia i sił.

Konstrukcje taśm PSA, które łączą podkładki o kontrolowanym uwalnianiu z odpowiednio dobranymi systemami kleju, zmniejszają mechaniczne obciążenia tych materiałów podczas automatycznego lub półautomatycznego usuwania. Dzięki temu mniej uszkodzonych części trafia do dalszych procesów.

Producenci tacy jak Avery Dennison mogą precyzyjnie dostosować siłę usuwania podkładek poprzez kontrolowanie formuły uwalniania (niska, średnia lub wysoka) i/lub nakładanie kleju w określonych strefach.

Ponadto taśmy mogą być projektowane tak, aby były kompatybilne z systemami wizyjnymi i wspierać kontrole jakości w trakcie procesu. Wydrukowane osłony lub pigmentowane systemy klejące umożliwiają urządzeniom automatycznym sprawdzenie obecności i położenia elementów przed dalszym etapem montażu. Wczesne wykrywanie wad pozwala usunąć niezgodne elementy przed dodaniem im wartości, co zmniejsza łączne koszty odpadów.

W skali przemysłowej takie stopniowe ulepszenia się kumulują. Dzięki zmniejszeniu uszkodzeń spowodowanych obsługą, nieprawidłowego ustawienia oraz wad powstających na późniejszych etapach, taśmy PSA zoptymalizowane pod produkcję baterii pomagają zwiększyć ogólną wydajność przy jednoczesnym obniżeniu kosztów produkcji.

Inżynieryjne rozwiązania DFM oparte na taśmach PSA dla twojej linii produkcyjnej

Logicznym pierwszym krokiem w tworzeniu rozwiązań na bazie taśm PSA dostosowanych do potrzeb produkcji jest znalezienie partnerów, którzy mogą zapewnić wiedzę i umiejętności, których może brakować w firmie. Rynek ten jest obsługiwany przez różnych producentów taśm PSA, którzy mogą pełnić tę rolę.

Kilka pytań, które warto rozważyć podczas oceny producentów taśm:

Czy producent posiada doświadczenie oraz wiedzę praktyczną z zakresu przemysłu baterii?

Czy producent ma możliwości badawczo-rozwojowe niezbędne do stworzenia rozwiązań, których potrzebuję?

Czy producent ma chęć do rozwijania rozwiązań dostosowanych indywidualnie? (Nie wszyscy tak robią.)

Czy producent ma dostęp do sieci innych firm, takich jak konwertorzy taśm i producenci materiałów funkcjonalnych, które mogą być kluczowe dla mojego sukcesu?

Czy producent taśm zapewnia ciągłe wsparcie?

Idealnie rzecz biorąc, ta współpraca powinna rozpocząć się we wczesnej fazie projektowania produktu. Dzięki temu producent taśm ma maksymalne możliwości do opracowania rozwiązań dostosowanych do procesu produkcji klienta.

Moja firma, Avery Dennison, współpracuje z producentami oryginalnego wyposażenia oraz dostawcami, aby dostosować rozwiązania oparte na taśmach PSA do konkretnych projektów komórek, modułów i opakowań. Oferujemy szeroki wybór rozwiązań z taśm PSA dla przemysłu baterii w obszarze mobilności elektrycznej, a nasza oferta opiera się na rozbudowanych możliwościach badań i rozwoju.

O autorze

Max VanRaaphorst jest kierownikiem ds. rynku w dziale przechowywania energii w Avery Dennison Materials Group North America. Posiadając dziesięcioletnie doświadczenie w dziedzinie technicznej, sprzedażowej i marketingowej w branży klejów i taśm, Max dąży do pomocy producentom oryginalnego wyposażenia oraz dostawcom w rozwiązywaniu problemów związanych z projektowaniem, produkcją i wydajnością w szybko rozwijającym się segmencie przechowywania energii.

Kontakt z Maxem przez LinkedIn

Komentarz

Stwórz konto. Jesteś już zarejestrowany? Zaloguj się

Wirtualna konferencja na temat inżynierii pojazdów elektrycznych: dostępna bezpłatnie

Nie przegap naszej kolejnej wirtualnej konferencji od 14 do 17 września 2026 roku.

Zarejestruj się poniżej, aby uzyskać dostęp do bezpłatnych sesji webinariów i zarezerwować sobie miejsce, a także oglądać je na żywo lub według własnego wyboru.

ŁADUJ WIĘCEJ SESJI