Primer effizient applizieren

Beschichtung von Solarmodulen

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Primer effizient applizieren BL 16.01.2009

Flächenspritzautomat für die Primer Applikation bei Solarmodulen

Die wohl bedeutendste Form der regenerativen Energiequellen stellt die Sonnenenergie dar, z. B. als direkte Erzeugung von Elektrizität durch Photovoltaik. Basisanspruch an die Funktionstüchtigkeit der dafür notwendigen Solarmodule ist der Schutz vor mechanischen und auch wetterbedingten Einflüssen. Um die hohen Qualitätsanforderungen zu erfüllen und eine lange garantierte Lebensdauer der Solarmodule zu erreichen, wird imHerstellungsprozess ein Primer als Haftvermittler aufgebracht.

Die Sprimag Spritzmaschinenbau GmbH & Co. KG aus Kirchheim ist Hersteller von  Beschichtungsanlagen und hat eine Anlage entwickelt, die eine problemlose Integration des Verfahrens in den Produktionsprozess ermöglicht. Das Unternehmen präsentiert sein Leistungsspektrum auf der kommenden Leitmesse SurfaceTechnology vom 20. bis 24. April 2009 in Halle 6 der Hannover Messe.

Neben den allgemein bekannten kristallinen Solarzellen finden heute in der Produktion der Solarmodule so genannte Dünnschicht-Module mit amorphem Silizium immer größere Verbreitung. Um die hohen Qualitätsanforderungen zu erfüllen und eine lange garantierte Lebensdauer der Solarmodule zu erreichen, wird im Prozessablauf ein Primer als Haftvermittler aufgebracht.

Prozessablauf mit Puffer
Die SCHOTT Solar AG hat in ihrem Produktionsstandort Jena eine neue Fertigungslinie für die Herstellung dieser Dünnschicht-Module aufgestellt. In diesem Zusammenhang war SCHOTT auf der Suche nach einer Lösung, wie das Auftragen des Primers in den automatischen Produktionsprozess integriert werden kann. Eine zusätzliche Herausforderung in der Umsetzung war die Tatsache, dass vor der Weiterverarbeitung der Primer noch konditioniert werden muss und damit der Prozessfluss unterbrochen wird. Dies bedingt die Notwendigkeit einer Puffermöglichkeit. Die Wahl fiel auf einen Sprimag Flächenspritzautomat, welcher speziell für die gestellten Anforderungen mit einem Gurtbandförderer und einem nachgeschalteten Puffer-Speicher mit automatischer Be-und Entladung konzipiert und entwickelt wurde. Die Rohmodule in Form großer Glasscheiben(1.100 mm x 1.300 mm) werden automatisch vom vorherigen Prozess übernommen und ebenso automatisch an die nachfolgende Einheit weitertransportiert. Mit den Modulen werden die produktionsbegleitenden Daten mitgeführt, ergänzt und an den nächsten Produktionsschritt übergeben.

Sensorik steuert Spritzvorgang
Der Transport der Scheiben durch die Beschichtungsanlage erfolgt auf einem umlaufenden Endlos-Kunststoffband. Das Förderband ist mit 1.600 mm breiter als die Module, um eine Verunreinigung der Vorderseite des Glases durch Overspray zu verhindern. Die Platten passieren beim Einfahren in die Spritzkabine eine Schleuse, die zum einen verhindert, dass ungefilterte Hallenluft in den Spritzbereich gelangt, zum anderen das Austreten lösemittelhaltiger Luft aus der Anlage in die Halle unterbindet. Sensoren am Einlauf der Schleuse erfassen sowohl die Startposition als auch die Endposition der zu beschichtenden Teile. Beim Flächenspritzprinzip werden auf einer Linearachse geführte Spritzapparate senkrecht zur Förderrichtung oszillierend über die Teile bewegt. Durch die Überlagerung beider Bewegungen entstehen Lackierbahnen, die die Platten vollständig und gleichmäßig mit Material beaufschlagen und eine hochwertige Beschichtung erzeugen.

Die Steuerung wertet die Signale der Sensoren aus, startet den Spritzvorgang, führt mit Hilfe des Linearmodules quer zur Bandförderrichtung die oszillierende Bewegung des Spritzapparats durch und stoppt den Spritzvorgang nach Durchlauf der Platte. Der Spritzhub, die Geschwindigkeit der Spritzachse sowie die Spritzzyklen können individuell in der Steuerung der Lackieranlage eingegeben werden. Als Spritzapparat kommt hier der neu entwickelte Typ S-7 zum Einsatz.

Luftsystem für optimale Beschichtung
Innerhalb der Beschichtungskabine herrscht eine vertikale Luftströmung, bei der die Luft aus einer Filterdecke gleichmäßig ausströmt und seitlich des Spritzbereichs durch Filtermatten wieder abgesaugt wird. Der größte Teil der Luft befindet sich im Umlauf, ein Teilstrom (~25 %) wird als Abluft fortgeführt und stetig durch frische, gefilterte Luft aus dem Produktionsraum ergänzt. Dadurch wird ein Lösemittelgehalt in der Luft eingestellt, der weit unterhalb eventueller Gefährdungsgrenzen liegt.

Durch die großzügig bemessenen Platzverhältnisse innerhalb der Kabine werden Verwirbelungen weitgehend auf ein Minimum reduziert, dadurch ein optimales Beschichtungsergebnis erzielt und der Kabineninnenraum sauber gehalten. Nach dem Sprühvorgang passieren die Platten erneut eine Schleuse und werden anschließend in einen Zwischenspeicher eingebracht. Vom Bandförderer wird das Modul mit einer gummierten Hubgabel abgehoben und durch einen servogetriebenen Heber vor einem freien Speicherplatz positioniert. Eine pneumatisch angetriebene Achse transportiert die Platte horizontal über den entsprechenden Ablageplatz und legt sie dort ab. Die Auslagerung erfolgt nach dem FiFo-Prinzip. Die ausgelagerte Platte wird auf dem Horizontaltransport abgelegt und parallel zum Einfahren einer nachfolgenden Platte herausbefördert. Unter dem Gurtband der Lackierkabine befindet sich eine Reinigungseinheit. Diese streift auf dem Band befindliche Materialreste (Overspray) mit Hilfe eines von VE-Wasser befeuchteten Walzensystems ab. Die komplette Reinigungseinheit mit Pumpe und Wasserbehälter kann für Wartungsarbeiten aus der Anlage herausgezogen werden und ist dann frei zugänglich.

Steuerung über Leitwarte
Bedienung, Steuerung und Überwachung der Anlage erfolgt an einer zentralen Stelle an der Maschine. Über einen Touchscreen mit Visualisierung können sämtliche Parameter verarbeitet und protokolliert werden. Die Steuerung ist an die Gesamtanlage angebunden; es findet ein Signalaustausch sowohl mit der vorgeschalteten als auch der nachfolgenden Einheit statt. Zudem können in der Leitwarte die Parameter
angezeigt werden.

Solche und ähnliche Lösungen, die die industrielle Produktion durch neue Technologien in der Oberflächentechnologie revolutionieren sind Gegenstand der Leitmesse  SurfaceTechnology im Rahmen der HANNOVER MESSE 2009. Auch Sprimag präsentiert dort ihr Leistungsspektrum in Halle 6.

Über die SurfaceTechnology
Die SurfaceTechnology zeigt vom 20. bis 24. April 2009 unter dem Dach der HANNOVER MESSE die gesamte Prozesskette der Oberflächentechnologie. Über 300 Aussteller aus 25 Ländern geben in Halle 6 auf 10 000 Quadratmetern Netto-Ausstellungsfläche einen Überblick über neue Entwicklungen und Lösungen in der Oberflächenbehandlung. Kernbereiche der SurfaceTechnlogy sind die Themen Vorbehandlung, Galvano- und Lackiertechnik, industrielle Plasma- und Oberflächentechnik sowie Mess- und Prüftechnik. Sie decken alle Felder ab, die für eine hochwertige Beschichtung notwendig sind.

Über die HANNOVER MESSE 2009
Das weltweit wichtigste Technologieereignis findet vom 20. bis 24. April 2009 in Hannover statt. Dabei präsentieren sich folgende Leitmessen: INTERKAMA+, Factory Automation, Industrial Building Automation, Motion, Drive & Automation, Digital Factory, Subcontracting, Energy, Wind, Power Plant Technology, MicroTechnology, SurfaceTechnology, ComVac sowie Research & Technology. Die zentralen Themen der HANNOVER MESSE 2009 sind Industrieautomation, Energietechnologien, Antriebs- und Fluidtechnik, industrielle Zulieferung und Dienstleistungen sowie Zukunftstechnologien. Die Republik Korea ist das Partnerland der HANNOVER MESSE 2009.