干电极技术如何重塑电池生产

这家能源存储和电池制造公司利用 SOLIDWORKS 和 3DEXPERIENCE 平台推动实现协作、高效率和自动化。

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挑战

在提升机器人编程、焊接和成型效率的同时，将宝贵的设备与人力资源利用率最大化，从而全面提振生产力、缩短交付周期，并打造极具竞争力的价格优势。 

解决方案

摒弃原有的 Autodesk Inventor 工具，全面转向 3DEXPERIENCE® SOLIDWORKS® 设计平台，并引入强大的数据管理、协作、通信和制造解决方案。

成果

  • ECR 和 ECO 流程实现自动化，使工程响应时间缩短 50%
  • 针对新型电极制造设备，简化图纸审核流程
  • 实现设计的快速共享与迭代，提升工程协作效率
  • 便于对模板和注释进行大规模更新分发，节省创建零件和图纸的时间

AM Batteries 荣登《时代》杂志 2024 年最佳发明榜单，现已迅速成为电动汽车 (EV)、电网级储能及消费电子产品用锂离子电池干电池电极 (DBE) 制造技术的领军企业。该公司创新的“粉末到电极”(Powder to Electrode™) 干涂工艺，直接将干性活性材料喷涂至集流体上，省去了传统湿法浆料工艺所需的有毒溶剂和能耗高的烘干设备。(集流体是一种薄金属箔，通常为铝或铜材质，负责承载电池活性材料中电子的进出。)

要理解 AM Batteries 创新带来的深远影响，需纵观整个 EV 电池领域。

湿法浆料电极制造需使用 N-甲基吡咯烷酮 (NMP) 溶剂，根据欧盟《化学品注册、评估、授权和限制法规》 (REACH)， 欧洲化学品管理局 将其列为高度关注物质，因为它对人体生殖具有毒性。 此外，美国环境保护署根据 《有毒物质控制法案》 认定，NMP 对人体健康构成不合理的危害风险。 

AM Batteries 采用 SOLIDWORKS 方案

更可持续的制造方式

AM Batteries 正在研发的干电极制造工艺完全摒弃了 NMP 溶剂。随着特斯拉、LG 新能源等公司对 DBE 技术的投资，它的优势日益凸显。在制造方面，DBE 技术的应用使生产过程更安全、高效，降低了能耗并消除了有毒溶剂。在技术层面，DBE 技术提高了大规模电池生产的能量密度和可扩展性。

此外，DBE 制造工艺可使资本支出减少高达 40%，运营成本降低超过 50%。DBE 还能将电池工厂占地面积缩小至原来的五分之一，能源成本降低 75%。随着全球电池需求激增，AM Batteries 凭借技术优势，致力于实现更清洁、更快速、更经济的电池制造。

AM Batteries 采用 DBE 制造工艺

“在迁移至 3DEXPERIENCE 云平台进行数据管理之前，我们很难了解产品的状态或与零件相关的附加元数据…3DEXPERIENCE SOLIDWORKS [及庞大解决方案组合]的出色之处在于，它不仅是一款 CAD 工具，还是 PDM [产品数据管理]工具。”

Joel Hauerwas

机械工程师 II 兼 CAD 管理员

获取助力企业发展的得力工具

AM Batteries 成立于 2020 年，总部位于马萨诸塞州比勒里卡，初期依赖 Autodesk® Inventor® 产品开发工具开展工作，但到 2024 年，此工具的局限性已日益凸显。机械工程师兼 CAD 管理员 Joel Hauerwas 解释称，AM Batteries 已发展到需要改进数据管理、开发和发布流程的阶段。

使用 Inventor 时，版本跟踪很繁琐，发布流程混乱，产品数据缺乏自动化管理。Hauerwas 表示：“产品设计数据在 Inventor 库中进行管理，但自动化程度极低。”“版本跟踪很困难，而且图纸和产品发布流程也较为混乱。在我们的技术商业化之前，我们需要改进数据管理并将发布流程自动化，以为制造提供支持。”

2024 年，AM Batteries 弃用 Inventor，转而采用 3DEXPERIENCE® SOLIDWORKS® 及一系列互联的应用程序，包括 Manufacturing Definition Creator 和 Shop Floor Programmer。在 SOLIDWORKS 经销商 GoEngineer 的帮助下，AM Batteries 将 15 GB 的数据从 Inventor 库迁移至云端。

“在迁移至 3DEXPERIENCE 云平台进行数据管理之前，我们很难了解产品的状态或与零件相关的附加元数据，”Hauerwas 回忆说。“3DEXPERIENCE SOLIDWORKS 的出色之处在于…它不仅是一款 CAD 工具，还是 PDM 工具。”

将数据和流程集中于一处，AM Batteries 现在可以在同一环境中管理零件编号、图纸发布、工程变更指令 (ECO) 和安全手册。

AM Batteries 在 3DEXPERIENCE 平台上使用 SOLIDWORKS

标准化、自动化与速度提升

迁移至 3DEXPERIENCE 平台上的 SOLIDWORKS 后，AM Batteries 实现了工程变更请求和 ECO 工作流程自动化，将工程响应时间缩短了一半。团队还简化了新制造设备的图纸审核流程，并使设计共享与迭代更加便捷，从而促进了工程团队之间的协作。

全公司范围内自动更新的标准化模板可以进一步节省时间。这一转变代表的不仅仅是技术升级。正如 Joel Hauerwas 所解释的：“现在模板实现了自动化和标准化，因此每个人都使用链接到 3DEXPERIENCE 平台的相同共享模板。”仅这一改变就能加强版本控制，提高搜索能力，并简化发布流程。

AM Batteries 自动化工作流程

随着锂离子电池需求的激增，干电极制造正成为行业的未来。在 3DEXPERIENCE 平台的支持下，并得到 GoEngineer 的助力，AM Batteries 不仅在发明更清洁、更快速、更廉价的电池，还在向世界展示如何将这些电池商业化。

产品：

  • SOLIDWORKS 专业版
  • Manufacturing Definition Creator
  • Shop Floor Programmer
  • 3DEXPERIENCE 平台 

深入了解 SOLIDWORKS 和 3DEXPERIENCE Works

Transforme su robótica con la plataforma 3DEXPERIENCE

¿Es su pyme la próxima en revolucionar la producción mediante la robótica? La implantación de Robot Programmer, desarrollado sobre la plataforma 3DEXPERIENCE, permite a empresas dedicadas a la fabricación de todos los tamaños diseñar, simular y gestionar sistemas robóticos de forma sencilla, todo ello en un entorno unificado. Como eje central de sus iniciativas de automatización, la plataforma 3DEXPERIENCE ofrece:Desarrollo de productos optimizado, al gestionar todo el proceso, desde el diseño hasta la puesta en producción, en una única plataforma, eliminando la necesidad de utilizar múltiples herramientas.Información basada en datos, que permite tomar decisiones más inteligentes y rápidas gracias a análisis integrados que ayudan a mejorar el rendimiento y ajustar las operaciones.Cumplimiento normativo y garantía de calidad, al simplificar los requisitos regulatorios y asegurar diseños de máximo nivel mediante herramientas sólidas de gestión del cumplimiento integradas en la plataforma.Y mucho más

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¿Por qué las pymes están impulsando la siguiente ola de adopción de la robótica?

La robótica ofrece el potencial de automatizar las tareas rutinarias y repetitivas, lo que puede ayudar a los fabricantes de pequeñas y medianas empresas (pymes) a reducir los costes de producción y mejorar el control de calidad. A pesar de esto, las pymes se han mantenido en gran medida al margen, mientras que las empresas más grandes han acaparado los beneficios. Afortunadamente, hoy en día las empresas de todos los tamaños pueden comenzar a aprovechar las ventajas de la robótica. DESCARGUE EL INFORME TÉCNICO para descubrir cuáles son los factores clave que hay detrás del aumento de la adopción de la robótica por parte de las empresas más pequeñas, por ejemplo: Menores costes: los avances tecnológicos y las economías de escala han causado una reducción significativa de los costes. Tecnología sin código o con poco código: simplifica la programación y la integración de robots. Soluciones fáciles de conectar: los avances en la estandarización de componentes, la miniaturización de componentes y las mejoras en la conectividad permiten capacidades fáciles de conectar. Computación en la nube: proporciona la piedra angular para la robótica como servicio (RaaS, del inglés "Robotics-as-a-Service"), que permite a las pymes incorporar la robótica según sus necesidades, aumentando o reduciendo la escala a su ritmo. DESCARGUE EL INFORME TÉCNICO para descubrir cómo la adopción de la robótica puede ayudar a las pymes a llegar más lejos con menos personal, a la vez que permite reducir los costes y mejorar la eficiencia.

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