Die Welt braucht bessere Lösungen
Die Elektrifizierung gewinnt in zahlreichen Branchen rasant an Bedeutung. Kunden suchen innovative und effiziente Antriebssysteme. Der Wandel von traditionellen Antrieben und mechanischen Komponenten hin zu vollintegrierten elektrischen Antriebssystemen ist in vollem Gange. Dieser Trend hat einen entscheidenden Einfluss auf die Herstellung von Elektromotoren: Die Konstruktionen werden immer ausgefeilter, die Funktionen der Komponenten umfangreicher, und die Anforderungen an Präzision und Leistung steigen deutlich. Das klassische Elektroblechpaket, das bisher mit mechanischen Zeichnungen und Materialgüte festgelegt wurde, ist längst nicht mehr ausreichend. Elektromagnetische Motorkomponenten sind die Zukunft. Sie müssen neben mechanischen Vorgaben zunehmend auch elektromagnetische, thermische und präzisionstechnische Kriterien erfüllen. Damit rückt die Fertigung und Prüfung dieser Bauteile verstärkt in den Mittelpunkt.
Mehr als nur Dimensionen und Material – Qualität durch Fertigungskontrolle
Neben der Materialqualität des Elektroblechs beeinflussen zahlreiche Fertigungsfaktoren die Qualität und Leistungsfähigkeit des Elektroblechpaketes, also der elektromagnetischen Komponente.
Beispielhafte Einflussfaktoren:
- Das Richten des Werkstoffes vor dem Stanzen hat einen sehr negativen Einfluss auf die Magnetik.
- Die Qualität der Schnittkanten beim Stanzen der Lamellen hängt massgeblich von der Präzision und dem Zustand des Werkzeugs ab – schlechte Schnittkanten führen zu erhöhten magnetischen Verlusten.
- Die Verbindungstechnik zwischen den Lamellen kann von einem Kurzschluss (z.B. Stanzpaketieren) bis hin zur vollständigen Isolierung reichen. Dies hat einen massgeblichen Einfluss auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften.
- Das Verbindungsverfahren bestimmt zusätzliche Parameter wie die Festigkeit bei Raumtemperatur oder bei höheren Temperaturen sowie die Dauerfestigkeit (z. B. das Kriechverhalten) bei höheren Temperaturen.
- Enge Toleranzen und präzisere Bauteile reduzieren Überdeckungen im Zusammenbau und somit auch die elektromagnetischen Verluste.
Diese Themen wurden bereits von zahlreichen Expert:innen untersucht und deren Einfluss klar belegt.
Schonende Fertigung und laufende Kontrolle
Seit vielen Jahren investieren wir bei der SWD AG in die Analyse und Optimierung unserer Fertigungsprozesse. Bereits bei der Serienproduktion von gebackenen Statorsegmenten setzen wir auf umfangreiche Festigkeits- und Qualitätstests, wie Bruchtests, um die Belastbarkeit zu prüfen, sowie auf die Analyse des Kriechverhaltens, also des Verhaltens bei hohen Temperaturen und Belastung.
Durch kontinuierliche Datenaufnahme – etwa durch 100 %ige Messungen des Durchmessers in der Serienproduktion – reduzieren wir Toleranzen und damit elektrische Verluste, die beim Verbau mit sehr hohen Überdeckungen entstehen. Das Verhalten bei Kurzschlüssen wird massgeblich durch die Werkstoffauswahl, die Schnittkantenqualität und den Backprozess beeinflusst. Aktuell führen wir Serienmessungen durch, um die Widerstandswerte weiter zu verbessern und die Einflussfaktoren in der Fertigung zu quantifizieren. Zudem messen wir die elektromagnetische Qualität der Elektroblechpakete, um die Fertigungsprozesse noch weiter zu optimieren.
Digitale Datenverknüpfung für maximale Effizienz
Unsere Anlagen sind vollständig integriert. Seit Einführung der BPS-Technologie verfügen wir über einen digitalen Zwilling jedes hergestellten Statorsegmentes. Diese Datenbasis nutzen wir, um unsere Prozesse kontinuierlich zu optimieren und Einflussfaktoren besser zu verstehen.
Durch 100 %ige-Prüfungen in der Linie und die Digitalisierung der Vermessung der Stichproben erhöhen sich Transparenz und Durchgängigkeit erheblich. Alle Messergebnisse werden in einer zentralen Datenbank gespeichert und durch Referenzcodes (z.B. DMC) mit den Bauteilen verknüpft. Dadurch sind wir in der Lage, Auswertungen in Echtzeit durchzuführen und mögliche Einflussfaktoren frühzeitig zu erkennen.
Mit „Big Data“-Analysetools analysieren wir Muster und Zusammenhänge, beispielsweise bei Kurzschlussproblemen in Paketen. So können wir die Einflussfaktoren – seien es Werkstoff, Werkzeuge oder Fertigungsprozesse – gezielt isolieren und kontinuierlich Verbesserungen umsetzen, um den steigenden Anforderungen gerecht zu werden. Diese Datenbasis und unsere Kompetenz ermöglichen aber nicht nur eine prozesssichere Produktion. Sie erlauben uns auch sehr genaue Machbarkeitsanalysen und unterstreichen unsere Kompetenz in der Einschätzung der Machbarkeit neuer Bauteile unserer Kunden. Wir können umfassend beraten, das Verhalten und die erreichbaren Toleranzen aufzeigen und so einen Mehrwert in der Auslegung und Entwicklung der Elektromotoren liefern.
Facts
- Elektromagnetische Komponenten sind die Zukunft.
- Die Anforderungen an Magnetik steigen.
- Fertigungseinflüsse sind kritisch.
- Eine durchgängige Datenbasis und Digitalisierung sind entscheidend.
- Machbarkeiten werden mit Fakten untermauert.
Wann starten Sie in die Zukunft?
In einer Zeit, in der elektromagnetische Komponenten das Herz moderner Antriebssysteme bilden, setzt die SWD AG konsequent auf innovative Fertigungsverfahren und smarte Analysen, um die Bauteile gezielt zu optimieren. Durch die Verknüpfung aller Daten in einem grossen „Data Hub“ können wir, Zusammenhänge und Einflussgrössen erkennen und gezielte Verbesserungen vornehmen.
Sind Sie bereit?
