Automatisert XRD-prøveprepareringsmaskin for neste generasjons grafittproduksjon

Cody har utviklet og levert en automatisert prøveprepareringsmaskin i samarbeid med Vianode og SINTEF. Systemet automatiserer prosessen med å preparere prøver til XRD-analyse av grafittmaterialer brukt i batteriproduksjon — en prosess som tradisjonelt har vært manuell, tidkrevende og utfordringer med å få god repeterbarhet.

Maskinen er en del av en bred nasjonal satsing for å fremskynde utviklingen av den grønne, digitale fabrikken for norsk prosessindustri. Prosjektet, kalt GreenBox, ledes av Vianode og støttes gjennom Green Platform-ordningen, med ambisjon om å styrke både konkurransekraft og bærekraft gjennom avansert teknologi og digitalisering.

Dette prosjektet har et høyt teknisk kompleksitetsnivå, og integrerer høypresisjons sensorer, robotikk, nøye utviklede løsninger for sikker håndtering, ventilasjon og kontroll av pulver og støv i en helhetlig, automatisert arbeidsflyt. Det har vært lagt stor vekt på operatøropplevelsen, slik at systemet er både trygt og intuitivt å bruke. Samtidig er designet bygget med innebygd fleksibilitet for å støtte løpende forbedringer, tilpasninger og overføring til lignende materialer og prosesser. Ved bruk av raske prototypingsteknikker som 3D-printing, kombinert med både standardkomponenter og skreddersydde løsninger utviklet av Cody kan nye funksjoner enkelt legges til.

Et langvarig bransjeproblem løses

I grafittproduksjon for batterier er materialkartlegging avgjørende for å sikre konsistent produktkvalitet. Likevel er det fortsatt mange laboratorier som er avhengige av manuelle arbeidsoperasjoner for prøveforberedelse og måling.

Innenfor GreenBox var Codys mandat å utforske automatiserte og effektive løsninger som kunne redusere prepareringstid og prøvevariasjoner i den gamle prepareringsprosessen, og dermed legge til rette for økt frekvens og kvalitet på målingene.

Med utgangspunkt i Codys erfaring med design og integrering av avanserte industrielle løsninger, satte de sammen et tverrfaglig team av ingeniører og designere for å ta tak i utfordringen. Resultatet er et formålsbygget pilotsystem som kombinerer mekanikk, robotikk og intelligent arbeidsflytdesign. Med sterkt fokus på modularitet og fleksibilitet er systemet utformet for å støtte innstillinger, iterative justeringer, tilleggsfunksjonalitet og videre utvikling i takt med at kravene utvikler seg.

Automatisering som et viktig konkurransefortrinn

Full automatisering er i seg selv et betydelig fremskritt, men én funksjon skiller seg særlig ut: måten prøvematerialet lastes inn i maskinen på. Ved å fylle prøveholderen fra siden unngår man å trykke på eller komprimere pulveret — noe som ellers ville forstyrret overflaten og gitt unøyaktige målinger. Systemet håndterer også et bredt spekter av pulvermaterialer, noe som gjør det anvendelig langt utover grafitt alene.

I praksis transformerer dette XRD-prøveforberedelse fra en manuell flaskehals til en industrialisert kvalitetskontrollprosess i tråd med moderne batterimaterialproduksjon.

Bygget for den digitale prosessindustrien

GreenBox-programmet har som mål å legge grunnlaget for fremtidens grønne, digitale fabrikker i norsk prosessindustri, der avansert instrumentering, automatisering og datamodeller samvirker for å optimalisere produksjonen. Codys maskin passer direkte inn i denne visjonen. Ved å levere raskere og mer pålitelig grafittkartlegging støtter løsningen tettere prosesskontroll, tidlig batchverifisering, høyere produksjonsoppetid og i siste instans mer ressurseffektiv produksjon av batterimaterialer.

Teknologien vil bli testet parallelt med Vianodes industrielle utvikling, med mål om fullskala implementering når ny produksjonskapasitet kommer på plass.

Betydning for den bredere prosessindustrien

Prosjektet er en del av et bredere industrielt samarbeid der flere partnere bidrar med komplementær ekspertise. Vianodes planlagte fabrikk vil fungere som en testbed for ny teknologi, mens Elkem, Hydro, Future Materials Catapult Center og Eyde-klyngen spiller nøkkelroller i å spre innovasjon på tvers av prosessindustrien. Cody deltar sammen med Cybernetica, Tratec Norcon og Tunable som teknologileverandører, med felles mål om å utvikle løsninger som kan skaleres utover enkeltstående installasjoner. Forskningspartnerne NORCE og SINTEF bidrar ved å sikre at de nyeste vitenskapelige fremskrittene anvendes på prosjektets prioriterte områder.

Innenfor GreenBox-rammeverket anses automatisert prøvetaking, -forberedelse og -analyse som viktige forutsetninger for mer robust prosesskontroll, økt presisjon og forbedret ressurseffektivitet i høytemperatur- og komplekse produksjonsmiljøer. Utover sin umiddelbare rolle i grafittkvalitetskontroll demonstrerer dette prosjektet hvordan avansert automatisering og digital instrumentering kan anvendes bredere på tvers av lignende prosessindustrier ved håndtering av krevende materialer.

Konklusjon

Nå som maskinen er levert beveger prosjektet seg over i en fase med grundig testing i relevant miljø, med tuning og implementering av eventuelle forbedringer. Systemet forventes å bli en viktig byggestein i den digitale kvalitetsinfrastrukturen rundt neste generasjons grafittproduksjon — en avgjørende komponent i batteriforsyningskjeden.

For Cody markerer prosjektet et strategisk skritt dypere inn i prosessindustrien og batteriverdikjeden — og viser at komplekse, tverrfaglige utfordringer kan møtes med presisjonsteknikk, tverrfunksjonelt samarbeid og en tydelig visjon for fremtidens fabrikk.

Enhver løsning på en kompleks utfordring starter med en samtale. Fortell oss om din, så utforsker vi hva vi kan bygge sammen.