Een plug-and-run oplossing met krachtige persluchtcomponenten van SMC maakt de modulaire en geïndustrialiseerde heliumlektestsysteem van Bosch Manufacturing Solutions mogelijk.
Oliver Meyer (SMC Germany), Valentino Nadale (Bosch Manufacturing Solutions) en Andreas Schmid (SMC Germany) zijn verheugd over het succesvolle gezamenlijke project. (Bron: SMC Deutschland GmbH)
Voor het veilige en betrouwbare gebruik van componenten is geteste kwaliteit essentieel. Dit geldt vooral voor producten die een lektest moeten doorstaan voordat ze de fabriek verlaten, zoals elektrische machines en brandstofcellen. Bij brandstofcellen zijn de eisen bijzonder hoog en moeten tests worden uitgevoerd na meerdere assemblagestappen.
Voor een betrouwbare en efficiënte werking van lektestsystemen zijn de juiste pneumatische componenten cruciaal. Dit omvat ventielen, filters/regelaars en aansluitmateriaal zoals slangen, fittingen en procesventielen. Een succesvol samenwerkingsproject tussen SMC en Bosch Manufacturing Solutions laat zien hoe strenge eisen en een perfecte afstemming naadloos kunnen worden gerealiseerd – alles vanuit één enkele bron.
Hoge productkwaliteit is een topprioriteit in alle industrieën – zowel voor het eigen productportfolio als voor de gebruikte kwaliteitsborgingsoplossingen. Dit is des te belangrijker voor componenten die moeten voldoen aan de hoogste normen op het gebied van veiligheid en betrouwbaarheid. Een goed voorbeeld hiervan zijn brandstofcellen, die een cruciale rol spelen in de productie van schone en klimaatneutrale energie. Voordat ze bijvoorbeeld in vrachtwagens kunnen worden geïnstalleerd, doorlopen ze verschillende assemblagestappen, waarbij lektests essentieel zijn voor kwaliteitsborging. Verschillende eisen met betrekking tot lekkages en afmetingen maken deze tests een echte uitdaging.
Dit is een uitdaging waar Bosch Manufacturing Solutions voortdurend mee te maken heeft. Deze volledige dochteronderneming van Robert Bosch GmbH is een wereldwijde leverancier op het gebied van speciale machinebouw, zowel voor de Bosch Groep als voor externe klanten. Met het hoofdkantoor in Stuttgart heeft het bedrijf negen vestigingen wereldwijd en genereert het een jaarlijkse omzet van ongeveer 500 miljoen euro. Met ongeveer 1700 medewerkers biedt Bosch Manufacturing Solutions maatwerkoplossingen en intelligente assemblage- en testtechnologieën gedurende de gehele productlevenscyclus. Dit omvat geavanceerde productieprocessen en -technologieën, evenals digitale en slimme oplossingen en services.
Bosch Manufacturing Solutions vertrouwt op automatiseringsspecialist SMC voor de pneumatische componenten die nodig zijn bij de productie van brandstofcellen. Dit geldt voor systemen voor lektesten, zowel bij intermediaire tests als end-of-line tests, evenals bij ontwikkeling en prototyping.
Uitgebreid eisenprofiel vereist
Dit project stelde bijzonder hoge eisen, met name door de afmetingen van de 10m³ testkamer en de wens om de accumulatietest te modulariseren en industrialiseren. Hierdoor kunnen zowel mobiele brandstofcellen voor vrachtwagens als stationaire SOFC-brandstofcellen voor gebouwen getest worden. Daarnaast wordt lekkage niet gemeten via de traditionele evaluatietechnologie van een massaspectrometer, maar met een speciaal algoritme dat ruwe sensorgegevens analyseert tijdens de accumulatieperiode. Als testmedium is helium gekozen, wat betekende dat de SMC-componenten hier ook geschikt voor moesten zijn.
"De hoge gestandaardiseerde eisen – vooral voor productielijnen van brandstofcellen – hebben ons ertoe aangezet om SMC als partner te kiezen voor gestandaardiseerde oplossingen," aldus Valentino Nadale, Senior Manager Leakage Testing bij Bosch Manufacturing Solutions. "Deze eisen omvatten hoge drukken tot 207 bar en een zeer hoge dichtheid tot 10⁻⁶ mbar/l per seconde. Daarnaast moeten de verschillende componenten van de oplossing uit één bron beschikbaar zijn en als een volledig plug-and-run-systeem geleverd worden. De compactheid is voor ons ook een belangrijke factor om de installatieruimte te optimaliseren. Het paneel perst het testobject af met helium of stikstof, naast zuurstof voor spoeling en vervolgens voor insluiting. Ondertussen monitoren verschillende sensoren op het paneel de afzonderlijke processen, zoals differentiaaldruk, heliumconcentratie, debiet en druk."
Een optimaal afstemde oplossing
In nauw overleg tussen SMC en Bosch Manufacturing Solutions werden, naast de basis technische basisvereisten, ook de mogelijkheden onderzocht om het ontwerp en de productie uit te besteden aan SMC. Dit werd uiteindelijk gepland en gerealiseerd. AP Tech-ventielen, het JSY-ventieleiland, SRH cleanroom-regelaars, SRP precisiecontrollers en andere standaardproducten van SMC boden hiervoor de oplossing.
"De grootste uitdaging voor ons was dat de eerste projecten die we realiseerden uitsluitend bestonden uit individuele maatwerkproducten, geproduceerd als enkele stuks," zegt Andreas Schmid, Sales Engineer Robert Bosch bij SMC Duitsland. Hij voegt toe: "Dit betekende dat we telkens weer vanaf nul moesten ontwerpen. Naast onze technische expertise konden we echter ook veel ervaring uit eerdere projecten met testtoepassingen voor dieselpomptechnologie meenemen in de huidige ontwikkelingen. Uiteindelijk konden we Bosch Manufacturing Solutions kant-en-klare plug-and-run-oplossingen bieden voor accumulatietests van brandstofcellen."
Betrouwbare lektest voor brandstofcellen met een groot bereik
Voorheen stelde Bosch Manufacturing Solutions testpanelen zelf samen met componenten van verschillende fabrikanten. De nieuwe aanpak vereenvoudigt dit proces aanzienlijk, doordat SMC alles uit één bron levert en volledig geassembleerd aanlevert. "De uitstekende samenwerking tussen onze teams en de teams van SMC speelde een cruciale rol bij het realiseren van onze eisen op het gebied van outsourcing van ontwerp en productie," zegt Valentino Nadale. "Dankzij het compacte ontwerp van de afzonderlijke componenten besparen we per paneel tussen de 10 en 15 procent aan installatieruimte. Met 5 tot 6 panelen in een enkele productielijn maakt dat een merkbaar verschil. De snelle levering was een bijzonder positieve verrassing, vooral gezien de huidige moeilijke omstandigheden in de toeleveringsketen.
"De betrouwbaarheid van de brandstofcellen, die in testtrucks een actieradius van 800 km bereikten, toont aan hoe waardevol onze plug-and-run-oplossingen zijn en hoe SMC’s jarenlange expertise zich uitbetaalt," benadrukt SMC-expert Andreas Schmid. "We zien veel potentieel voor toekomstige projecten, bijvoorbeeld met onze JSX-serie ventielen, PF3A flowsensoren met temperatuurmonitoring en diverse elektrische aandrijvingen. We kijken ernaar uit om samen met onze collega’s van Bosch Manufacturing Solutions verdere projecten op te starten en nieuwe, spannende en succesvolle concepten te ontwikkelen."
