Stressometer Low-Force-System steigert Präzision im Mikrometerbereich bei ultradünnen Metallen

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Ultradünne Metalle sind Schlüsselmaterialien für die Produktion von Batterien, Elektroniken und Medizintechnik. Doch ihre Herstellung erfordert höchste Präzision. ABBs Low-Force-System sorgt dafür, dass Innovationen nicht an Produktionsgrenzen scheitern – und macht Hightech im Walzwerk zum Motor der Zukunft.

Ob im Smartphone, im Elektroauto oder in der Solaranlage auf dem Dach: Ultradünne Metallfolien sind zumeist unsichtbar, doch für moderne Technologien unverzichtbar. Sie bilden winzige Leiterbahnen in flexibler Elektronik, speichern Energie in Batterien oder sorgen in medizinischen Geräten für Stabilität, während sie dabei nur minimales Gewicht auf die Waage bringen.

Die Ansprüche an diese Materialien wachsen stetig. Sie müssen immer dünner und gleichzeitig stabiler werden. Bei der Fertigung ist also höchste Präzision gefragt. Dabei geht es um Dimensionen von wenigen Mikrometern – was weniger ist als ein einziges menschliches Haar. Schon kleinste Abweichungen in Dicke oder Planheit der Oberfläche können darum ausreichen, um die Funktion eines Produkts zu beeinträchtigen. Diese Präzisionsanforderung stellt die gesamte Fertigung vor neue Herausforderungen.

Ultradünne Metalle und die Herausforderung in der Fertigung

Je dünner die Metalle werden, desto schwieriger gestaltet sich ihre Herstellung. Bei Stärken von nur wenigen Mikrometern reichen winzige Zug- oder Kraftschwankungen aus, um Fehler zu verursachen: Das Band kann sich wellen oder im schlimmsten Fall sogar reißen. Ab einer Stärke von weniger als 20 Mikrometern wird es besonders kritisch. An diesem Punkt stoßen herkömmliche Mess- und Regelsysteme schnell an ihre Grenzen und die Sensoren liefern rauschbehaftete oder ungenaue Daten, sodass Abweichungen oft zu spät erkannt werden. Für Hersteller bedeutet das Ausschuss, Nacharbeit – und damit höhere Produktionskosten.

Präzise gefertigte Kupferfolien sind Schlüsselmaterialien für die Energiewende und die Elektromobilität. (Foto: AdobeStock)

Besonders deutlich werden die hohen Anforderungen dort, wo hohe Stückzahlen und enge Toleranzen zusammentreffen, etwa in der Batteriefertigung. Ein Beispiel: In Lithium-Ionen-Batterien für Elektroautos dienen hauchdünne Kupfer- und Aluminiumfolien als Träger für die Elektroden. Ist die Oberfläche nicht absolut plan, hat das Folgen. Die Ladefähigkeit der Batterie leidet, die Lebensdauer verkürzt sich – und damit sinkt die gesamte Performance der Batterie.

In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach ultradünnen Metallen aus den Märkten deutlich gestiegen. Jede Branche stellt höchste Anforderungen an Qualität, Gleichmäßigkeit und Nachhaltigkeit – Ansprüche, die in diesen Dicken immer schwerer zu erfüllen sind. Klassische Lösungen geraten hier an ihre Grenzen. Damit stellt sich die zentrale Frage: Wie lässt sich diese Präzision im industriellen Maßstab zuverlässig erreichen?

Mehr Qualität, weniger Ausschuss, kostengünstiger und nachhaltiger produzieren

Was es braucht, ist eine Lösung, die kleinste Kraftschwankungen sicher erkennt und ausregelt. Genau hier setzt ABB mit dem Stressometer Low-Force Flatness System an. Es wurde speziell entwickelt, dort präzise Daten zu liefern, wo herkömmliche Systeme versagen. Das Low-Force-System erfasst selbst winzigste Kraftschwankungen und ermöglicht so eine hochauflösende Kontrolle von Planheit und Zug – auch bei extrem dünnen Metallfolien.

Alles im Blick: Die Kombination aus Messwalze und Datenauswertung macht das ABB Low-Force-System zu einem zuverlässigen Werkzeug für die Herstellung ultradünner Metalle. (Foto: ABB)

Die Vorteile des Low-Force-Systems auf einen Blick:

  1. Verlässliche Qualität: Auch bei Dicken von weniger als 20 Mikrometern bleibt die Planheit gewährleistet. 
  1. Hohe Effizienz: Abweichungen werden direkt erkannt und sofort korrigiert, sodass weniger Ausschuss anfällt und weniger Nacharbeiten nötig sind. 
  1. Nachhaltigkeit: Da wenig Druckluft benötigt wird, reduziert sich der Energieverbrauch. Die robuste Bauweise minimiert Wartungsarbeiten und verlängert die Lebensdauer. 
  1. Einfache Integration: Durch die kompakte Bauform kann das System ohne Probleme in bestehende Walzwerke eingebaut werden. 

In der Praxis zeigen sich die Stärken der Lösung bereits in ersten Pilotprojekten. Spezialfolienwerke in Europa und Asien sowie Batteriefabriken in Südkorea setzen das ABB Stressometer System erfolgreich zur Fertigung von Kupfer- und Aluminiumfolien ein, die in modernen Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden. Aus ersten Einsätzen werden damit belastbare Signale für den Markt.

Warum Zukunftsmärkte ultradünne Metalle brauchen

Präzision in der Fertigung wird zunehmend zum globalen Wettbewerbsfaktor. Die Marktdynamik verstärkt die technischen Anforderungen zusätzlich. Über viele Branchen hinweg steigt die Nachfrage nach ultradünnen Metallen rasant. Nur wenn Folien im Mikrometerbereich zuverlässig und in gleichbleibender Qualität hergestellt werden können, lassen sich die großen Trends unserer Zeit verwirklichen. Besonders deutlich zeigt sich das in jenen Branchen, in denen Innovation und Fertigungspräzision unmittelbar voneinander abhängen:

Elektromobilität:
In den Lithium-Ionen-Batterien moderner E-Autos bilden Kupfer- und Aluminiumfolien die Basis. Kleinste Abweichungen in der Dicke können Ladefähigkeit und Lebensdauer der Batterien beeinträchtigen, was sich mit dem Low-Force-System vermeiden lässt. 

Elektronik:
Flexible Leiterplatten, Displays oder Halbleiter benötigen hauchdünne, hochpräzise Metalle. Hier ermöglicht die ABB-Lösung eine Fertigung auf gleichbleibend hohem Qualitätsniveau, was den entscheidenden Faktor für miniaturisierte Geräte und tragbare Elektronik darstellt. 

Medizintechnik
Auch Implantate und Diagnosesysteme setzen auf ultradünne Materialien. Absolute Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität sind hier ausschlaggebend, damit Funktionalität und Patientensicherheit gewährleistet sind. 

Luft- und Raumfahrt
Jedes Gramm Gewicht zählt in dieser Branche. Ultraleichte, zugleich robuste Metallfolien tragen dazu bei, Komponenten stabil und effizient zu gestalten. Präzision in der Herstellung erhöht die Zuverlässigkeit – ein Muss in sicherheitskritischen Anwendungen. 

 

Präzision im Mikrometerbereich ebnet den Weg für eine nachhaltige Energiezukunft – auch in der Solarindustrie. (Foto: AdobeStock)

Gemeinsam ist all diesen Anwendungen: Sie verlangen reproduzierbare Präzision im Mikrometerbereich – und das in industrieller Serienfertigung. Das Stressometer Low-Force-System ist darum mehr als ein Nischenwerkzeug für Walzwerke. Als Technologie für Zukunftsmärkte kann es unsere Mobilität und Energieversorgung prägen und verschiedene Industrien einen Schritt voranbringen – indem es Qualität, Ausbeute und Energieeffizienz verbessert. Bei ABB haben wir den Anspruch, nicht nur mitzuhalten, sondern die Grenzen des Machbaren zu verschieben, immer mit dem Ziel, Prozesse effizienter, nachhaltiger und zuverlässiger zu gestalten.

Ob Batterien, Elektronik oder Medizintechnik – die Zukunft braucht Materialien, die präziser gefertigt sind als je zuvor. Mit dem Low-Force-System ist dafür gesorgt, dass Innovationen nicht an Produktionsgrenzen scheitern. So wird aus Hightech im Walzwerk ein Schlüssel für die Technologien von morgen.