Fertigungsinduzierte Eigenschaften beim Stanzpaketieren von Stator-Blechpaketen

Projektbeschreibung

Durch Stanzpaketieren hergestellte Elektromotorkomponenten (Quelle: Nidec SYS GmbH)

Die weichmagnetischen Rotor- und Statorkerne elektrischer Antriebe werden zur Reduzierung der Eisenverluste üblicherweise aus dünnen, elektrisch voneinander isolierten Einzelblech-Lamellen aufgebaut. Dabei übt neben den verwendeten Halbzeugen und der Blechdicke insbesondere das Verfahren zum Fügen der Lamellen einen Einfluss auf die mechanischen und elektromagnetischen Eigenschaften des Endprodukts aus.

Ein Herstellverfahren, welches vor allem bei großen Stückzahlen eine wirtschaftliche Alternative darstellt, ist das Stanzpaketieren. Der Prozess ist bedingt durch eine Vielzahl an Stellgrößen (Schneidspalt, Prägetiefe, Gegenhaltekraft etc.) und Störgrößen (Verschleiß und Halbzeugschwankungen) sowie engen Toleranzbereichen äußerst komplex, sodass die Zusammenhänge zwischen den Prozessparametern und den resultierenden magneto-mechanischen Eigenschaften bislang nicht ausreichend untersucht sind.

Daher beruht die Prozessbeschreibung des Stanzpaketierens vor allem auf Erfahrungswissen. Im beantragten Vorhaben soll eine umfassende Betrachtung der Einflüsse aus Bauteildesign, Werkzeug- und Prozessparametern erfolgen und ein Modell für die mechanischen Eigenschaften (insbesondere der Verbindungsfestigkeit) in Abhängigkeit von Designparametern und Prozessrandbedingungen entwickelt werden. Die Erkenntnisse sollen in Form einer Handlungsempfehlung festgehalten werden.

KMU aus dem Bereich der Blechverarbeitung, welche die Komponenten für Elektromotorenhersteller fertigen, können so zukünftig ihre Kunden bei der Auslegung der Rotoren und Statoren unter Berücksichtigung des Herstellungsprozesses besser unterstützen. Ebenso profitieren Hersteller von Stanzpaketierwerkzeugen, unter denen besonders KMU zu finden sind, bei der Gestaltung und Auslegung ihrer Werkzeuge. Darüber hinaus soll die Grundlage für eine Echtzeit-Überwachung der Verbindungsstellen durch eine KI-gestützte Analyse von Kraft-Weg-Kurven gelegt werden.