Pressemitteilung von Regina Reinhardt

Deutsche Mechatronics: Kühltunnel für die Vakuumbeschichtung in nur vier Monaten serienreif

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Die Deutsche Mechatronics (DTMT) hat mit der VON ARDENNE Anlagentechnik GmbH ein modulares System von Kühltunneln für Hochvakuumanlagen entwickelt, die das Dresdner Unternehmen für die Dünnschicht-Beschichtung von Glassubstraten in der Solarzellenfertigung herstellt. Durch die Kooperation in der Entwicklung und die Vergabe der kompletten Baugruppe an DTMT hat VON ARDENNE seine "time-to-Market" und seine Kostenposition deutlich verbessert.

Die Hochvakuum-Beschichtungsanlagen der Baureihe PIA|nova® aus dem Hause VON ARDENNE beschichten Glassubstrate für Solarzellen im Hochvakuum bei bis zu 350°C. Für diese Anlagen hat DTMT gemeinsam mit den Physikern und Ingenieuren des Kunden ein modulares System von Kühltunneln entwickelt, das sich durch hohe Energieeffizienz, schonenden Umgang mit dem Material und geringen Platzbedarf auszeichnet.

Ausgehend von einem funktionsfähigen Prototyp aus der Technologieerprobung wurde gemeinsam ein serienreifes Erzeugnis entwickelt, das die künftigen Anforderungen der VON ARDENNE-Kunden hinsichtlich Kosten, Lieferzeit, Performance und Servicefreundlichkeit voll erfüllt. Die Kooperation ermöglicht es den Dresdnern, die Entwicklungs- und Fertigungskapazität auf die Beschichtungsanlagen zu fokussieren - DTMT steuert die Expertise aus dem Bereich "Kühlen" bei, die das Unternehmen über Jahrzehnte bei der Behandlung von Materialien in Durchlaufanlagen erworben hat. Als einer der wenigen Systemlieferanten, die über eine eigene, interdisziplinäre Entwicklungsabteilung verfügen, fertigt DTMT die Kühltunnel nicht nur, sondern war intensiv an ihrer Konzeption beteiligt und hat die Systeme bis zur Serienreife entwickelt.

Olaf Schütze, der Einkaufsleiter bei VON ARDENNE, bestätigt den hohen Nutzen der Kooperation für sein Unternehmen:

"Die Zusammenarbeit mit DTMT beim PIA|nova®-Kühltunnel ist für uns in dreifacher Hinsicht von Vorteil: Bei der Entwicklung, in der Auftragsabwicklung und im Betrieb. Während der Entwicklung haben uns die hohe Fachkompetenz, zum Beispiel bezüglich Temperatursimulation, Modularität und Serientauglichkeit geholfen, sehr schnell exzellente Entwicklungsergebnisse zu erreichen. In der Auftragsabwicklung werden wir mit DTMT kürzere Lieferzeiten erreichen, weil DTMT selbständig das Konfigurieren des Kühltunnels übernimmt und durch effiziente Fertigung schnell lieferfähig ist. Im Betrieb zahlt es sich für den Endkunden aus, dass der Kühltunnel stabil, energieeffizient arbeitet und aufgrund seiner Servicefreundlichkeit gut gewartet werden kann."

Bereits vier Monate nach dem Vertragsabschluss im Januar 2011 hat DTMT im Mai die ersten Serien-Kühltunnel geliefert. Sie haben die Abnahmetests auf Anhieb bestanden, deshalb hat VON ARDENNE die ersten acht Einheiten sofort an einen Kunden in den USA ausgeliefert. Die Kühlstrecken für zwei weitere Anlagen mit je vier Kühlsegmenten werden in den kommenden Wochen geliefert. Es ist geplant, dass DTMT pro Jahr etwa 80 Kühleinheiten für VON ARDENNE produziert.

Jürgen Carl, der Vertriebsleiter von DTMT, sieht, dass die werkseigene Entwicklungsabteilung in Mechernich große Vorteile für seinen Kunden bringt: "Die ausgesprochen kurze Entwicklungszeit konnten wir realisieren, weil wir umfangreiche Erfahrung mit der Konstruktion und der Fertigung von Systemen für Durchlaufanlagen haben - unter anderem für Druckmaschinen. In beiden Branchen kommt es auf hohe Präzision und das genaue Einhalten vorgegebener Temperaturverläufe an."

Das beschichtete Glas-Substrat verlässt die Beschichtungsstrecke mit einer Temperatur von 200 bis 350 °C, danach muss es kontrolliert auf etwa 20 °C abgekühlt werden. Dabei dürfen keine zu großen Spannungen durch zu schnelles Abkühlen entstehen, gleichzeitig muss die Baulänge der Kühlstrecke gering gehalten werden.

DTMT erreicht das Optimum von geringer Spannung im Substrat und Platzbedarf, indem die Luft in mehrere Sektoren individuell und präzise gesteuert von oben und unten in die Kühlstrecke eingebracht wird. Das Kühlen erfolgt in mehreren Stufen, denn die Luft darf am Anfang nicht zu kalt sein und es darf auf keinen Fall zu Kondensation kommen.

Besonderen Wert legten die Konstrukteure auf hohe Energieeffizienz, die sie mit einer ausgeklügelten Mischung von Zu- und Umluftgebläsen erreicht haben. Das Ergebnis: Die Abkühlung des Substrats ist so homogen, dass keine Spannungsrisse auftreten oder die Platten gar brechen.

Da VON ARDENNE PIA|nova®-Anlagen für unterschiedliche Formate, Temperaturen und Taktzeiten liefert, ist das System einschließlich der Kühlstrecke modular aufgebaut. Die einzelnen Kühlelemente sind je 3 m lang. DTMT liefert die Segmente einschließlich der Luftaufbereitung und der vollständigen Steuerung. Die Kühlstrecke arbeitet autark, sie wird lediglich energetisch an die Beschichtung gekoppelt.

Hintergrund:

Die VON ARDENNE Anlagentechnik GmbH fertigt unter anderem modulare Inline-Anlagen in Kompartmentbauweise und verfügt über langjährige Kompetenz in der vakuumbasierten Großflächenbeschichtung mit dem PVD-Verfahren (physikalische Gasphasenabscheidung, englisch Physical Vapour Deposition), bei dem das Ausgangsmaterial in die Gasphase überführt wird und anschließend auf dem zu beschichtenden Substrat kondensiert.

Die PIA|nova® ist ein modulares, hoch automatisiertes Produktionssystem zur Abscheidung metallischer Kontaktschichten, transparent leitfähiger Oxide (TCO) und verschiedener Absorberschichten, zum Beispiel für die CIGS-Technologie, die den Energieaufwand und die Kosten gegenüber der Herstellung von kristallinem Silizium reduziert, oder der CdTe-Technologie für Absorbermaterial, das besonders bei Dünnschichtsolarzellen preiswerter als Silizium ist.

Das modulare Konzept erlaubt die Verbindungen ausgeprägter Standardisierung - und damit verbundener hoher Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz - mit der Flexibilität, Anlagen entsprechend den Erfordernissen des Kunden zu konfigurieren.
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