Optimierte Regelstruktur für konstante Bahnspannung
Innovative Entwicklung für Rolle-zu-Rolle-Prozesse in der flexiblen Elektronik- und Materialverarbeitung
Die Jenaer Antriebstechnik GmbH (JAT) entwickelt in enger Zusammenarbeit mit einem Kunden eine hochpräzise Regelstruktur zur Steuerung von Ab- und Aufwickelwalzen in Rolle-zu-Rolle-Prozessen. Diese neue Technologie optimiert die Materialführung und steht nun in JAT Servoreglern zur Verfügung. Besonders in der Verarbeitung flexibler Materialien bringt diese Innovation entscheidende Vorteile.
Herausforderung: Präzise Bahnspannungsregelung bei flexiblen Materialien
Die geregelte Bahnspannung ist ein kritischer Faktor für die Qualität und Prozessstabilität bei der Produktion flexibler Elektronik und anderer High-Tech-Anwendungen. Insbesondere in Branchen wie Consumer Electronics, der Displayindustrie oder der Energiewirtschaft werden zunehmend flexible Materialien verarbeitet, darunter:
- Flexible Leiterplatten (FPC)
- Gedruckte Elektronik
- Flexibles Dünnglas
- Flexible Solarzellen
- Lithium-Ionen-Batterien und Power Caps
- Flexible OLED-Displays
Die neue Regelstruktur gewährleistet eine präzise Kontrolle der Bahnspannung, selbst bei ultradünnen Materialien. Dies führt zu einer gleichmäßigen Materialführung, reduziert Prozessabweichungen und ermöglicht eine stabile Produktion mit hoher Wiederholgenauigkeit.
Innovative Tänzerregelung für optimierte Prozesse
Das System basiert auf einer schnellen Lageregelung sogenannter Tänzer. Schwankungen der Bahnspannung, beispielsweise infolge einer Störung einer Prozesswalze, ändern die Tänzerposition. Durch die Regelung wird die Verschiebung ausgeglichen:
- Steigende Bahnspannung → Erhöhung der Abwickelgeschwindigkeit zur Entlastung des Materials
- Sinkende Bahnspannung → Reduktion der Abwickelgeschwindigkeit zur Stabilisierung des Prozesses
- Kompensation des Walzendurchmessers → Dynamische Anpassung der jeweiligen Wicklerdrehzahl bei systemisch bedingten Veränderungen des Walzendurchmesser
Dadurch wird eine konstante Bahnspannung erreicht – selbst bei anspruchsvollen Materialien wie Metallfolien, PET oder Carbonfaser-Prepregs.
Höhere Effizienz und neue Einsatzmöglichkeiten
Dank dieser Regelungs-Funktion in Servorverstärkern eignet sich das System für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen, darunter:
- Rolle-zu-Rolle nass-chemische Bearbeitung
- Laserstrukturierung und Laserablation auf flexiblen Substraten
- Rolle-zu-Rolle Laminierung und Verkapselung
- Verpackung, Versiegelung und Verschweißung von flexiblen Materialien
- Optische Inspektion und Qualitätssicherung in der Fertigung
Fazit
Durch die Integration dieser Bahnspannungsregelung in den Reglern profitieren Anwender von:
- Höherer Prozessstabilität – Minimierung von Materialfehlern und Produktionsausschuss
- Erweiterter Materialkompatibilität – Verarbeitung von Kunststoffen, Metallfolien, Textilien und mehr
- Reduzierter Stillstandszeit – Schneller Materialwechsel und optimierte Wickelprozesse
- Skalierbarkeit für verschiedene Prozessgeschwindigkeiten und Materialbreiten
„Durch die enge Zusammenarbeit mit unserem Kunden konnten wir eine Lösung für hochpräzise Rolle-zu-Rolle-Prozesses entwickeln, die einen echten Mehrwert für Hersteller flexibler Elektronik und anderer innovativer Materialien bietet“, sagt Christian König, Softwareentwickler bei JAT.
Die neue Funktion kann von JAT durch eine Softwareanpassung in den Servoreglern ECOVARIO 114D, 616 und 415 Kunden zur Verfügung gestellt und sowohl in bestehenden als auch in neuen Produktionsanlagen integriert werden.
Bildquelle gedruckte Elektronik: shawn_hempel / istockphoto