Herstellungsverfahren für Motorlaminate: Ein Vergleich von Stanzen, Laserschneiden und chemischem Ätzen

Diese Komponenten, die in der Regel durch das Zusammenkleben dünner Metallschichten entstehen, die den elektrischen Kern bilden, werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Elektrofahrzeugen bis hin zu Industriemaschinen. In diesem Beitrag werden wir die drei gängigsten Verfahren zur Herstellung von Stator- und Rotorblechen vorstellen: Stanzen, Laserschneiden und fotochemisches Ätzen.

Stanzen von Elektroblechen

Das Stanzen von Statoren ist ein traditionelles spanabhebendes Fertigungsverfahren, das zur Herstellung von Elektroblechen verwendet wird. Bei diesem Verfahren wird eine Matrize, ein Spezialwerkzeug aus gehärtetem Stahl, verwendet, um die Bleche aus einem Blech zu schneiden. Die Matrize wird speziell für die gewünschten Spezifikationen des Statorblechs entworfen, geformt und dimensioniert, um sicherzustellen, dass das Bauteil präzise aus dem Blech geschnitten wird. Dieser Vorgang wird für jedes Blech wiederholt, so dass ein Stapel entsteht, der miteinander verklebt wird und den Kern des Elektromotors bildet.

Das Stanzen ist schnell und effizient und damit die ideale Wahl für große Produktionsserien. Das Verfahren ist jedoch aufgrund der hohen Werkzeugkosten, der längeren Vorlaufzeiten und des Potenzials für Spitzenbelastungen begrenzt.

Laserschneiden von Elektroblechen

Das Laserschneiden ist ein weiteres traditionelles Bearbeitungsverfahren, das zur Herstellung von Elektroblechen eingesetzt wird. Beim Laserschneiden wird zunächst mithilfe von CAD-Software ein präzises und genaues Werkzeug entwickelt, das den Anforderungen der Spezifikation entspricht. Nach Fertigstellung wird die CAD-Datei an die Laserschneidmaschine geschickt, die mit einem Hochleistungslaser die gewünschte Form und Größe aus dem Blech schneidet. Wie beim Stanzen wird dieser Vorgang wiederholt, und schließlich werden alle Rotorbleche miteinander verbunden und bilden den Kern des Elektromotors.

Das Laserschneiden ist eine hochpräzise, flexible und genaue Methode zur Herstellung von Elektroblechen, die zu gleichbleibend hochwertigen Ergebnissen führt. Es gibt jedoch einige potenzielle Nachteile von lasergeschnittenen Statorblechen, die berücksichtigt werden müssen, wie z. B. die mögliche thermische Belastung, die die magnetischen Eigenschaften der Motor-Statorbleche beeinträchtigen kann.

Chemisches Ätzen von Elektroblechen

Beim fotochemischen Ätzen, einem weniger bekannten Verfahren der Blechbearbeitung, wird mit Hilfe eines Ätzmittels selektiv Metall von einem Blech entfernt. Das Verfahren wird zur Herstellung von Elektroblechen verwendet, da es präzise und komplizierte Designs genau und konsistent herstellen kann. Ein Metallblech wird mit einer Schicht aus ultraviolett-empfindlichem Fotolack beschichtet, der einem Lichtmuster ausgesetzt wird, mit dem das Design auf das Blech gedruckt wird, wodurch einige Bereiche aushärten und andere weich bleiben. Die weichen Bereiche werden dann entfernt, bevor Eisen(III)-chlorid auf das Blatt gesprüht wird, um das Metall selektiv zu entfernen. Im letzten Schritt wird der restliche Fotolack entfernt, wobei das geätzte Elektroblech zurückbleibt.

Eliminierung von Schnitt- und thermischen Kantenbelastungen bei der Herstellung von Statorblechen für Motoren

Einer der Hauptvorteile des chemischen Ätzens als Herstellungsverfahren für Statorbleche ist die Vermeidung von Schnittkanten und thermischer Belastung, die beim Stanzen oder Laserschneiden auftreten können. Im Gegensatz zu diesen traditionellen Herstellungsverfahren, bei denen Kontakt- oder Wärmeenergie zum Einsatz kommt, ist das chemische Ätzen ein berührungsloses, nicht thermisches Verfahren, bei dem eine chemische Lösung verwendet wird, um Metall von der Oberfläche eines Blechs zu entfernen. Dadurch erhält das fertige Bauteil eine glattere, präzisere Oberfläche und kann dazu beitragen, die magnetischen Eigenschaften des Metalls zu erhalten.

Darüber hinaus wird durch die Beseitigung des Potenzials für Schnittkanten- und Wärmestress ein konsistenterer und rationellerer Produktionsprozess erreicht, der die Gesamteffizienz verbessert.

Flexibilität bei der Konstruktion und Herstellung von Elektroblechen

Ein weiterer Vorteil des photochemischen Ätzens ist seine Flexibilität und seine Fähigkeit, mit einer Vielzahl von Materialien zu arbeiten, darunter Nickellegierungen und Siliziumstähle. Diese Flexibilität bietet größere Möglichkeiten für die Gestaltung und Herstellung von Rotorblechen und ermöglicht eine individuelle Anpassung an spezifische Anforderungen, die mit anderen Fertigungsverfahren wie Stanzen oder Laserschneiden nicht möglich ist.

Das Ätzen vereinfacht die Änderung von Werkzeugen, da es keine teuren harten Werkzeuge oder die Neuprogrammierung von Maschinen erfordert. Da das Verfahren keine teure Werkzeugausrüstung erfordert, hilft es, die Kosten zu senken und die Vorlaufzeiten zu minimieren.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das chemische Ätzen bei der Herstellung von Motorblechen zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Bearbeitungsmethoden wie dem Stanzen und Laserschneiden bietet. Dieses berührungslose, nicht thermische Verfahren eliminiert Schnittkanten und thermische Spannungen, was zu gleichmäßigen, hochwertigen Oberflächen führt, die die magnetischen Eigenschaften des Metalls erhalten. Das Ätzen ist außerdem flexibel und ermöglicht die präzise Herstellung komplizierter Designs mit einer breiten Palette von Materialien. Darüber hinaus vereinfacht es Werkzeugänderungen, senkt die Kosten und minimiert die Vorlaufzeiten, was es zu einer praktikablen Lösung für Branchen macht, die nach effizienten und kostengünstigen Fertigungsmethoden zur Verbesserung der Produktion von Elektroblechen suchen.