Verlustarmes Laserstrahlschneiden
Wegen seiner hohen Flexibilität gewinnt die Laserbearbeitung von Elektrobandmaterial an Stellenwert.
Exzellente elektromagnetische Eigenschaften in elektrischen Maschinen sind die Voraussetzung für eine möglichst verlustarme Wandlung der elektrischen in kinetische Energie und umgekehrt. So fallen beispielsweise beim Laserstrahlschneiden von Elektrobandmaterial keine zusätzlichen Werkzeugkosten und Rüstzeiten an, was kurze Produktänderungszeiten ermöglicht. Bei der Auslegung von Rotor- und Statorbaugruppen eröffnen sich dem Konstrukteur vollkommen neue Gestaltungsmöglichkeiten.
Abb.: Laserschneiden von Elektroband (Bild: Fh.-IWS)
Für Prozessentwicklungen und Applikationsuntersuchungen zum Laserstrahlschneiden von Elektroblech stehen am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden leistungsfähige 2D-Laserschneidmaschinen mit Lineardirektantrieben zur Verfügung. Sie lassen sich mit modernen CO2-Lasern oder brillanten Festköperlasern betreiben. Damit sind alle weichmagnetischen Werkstoffe ab einer Materialdicke von 0,1 mm unabhängig von ihren Legierungsbestandteile (auch Siliziumgehalt > 4 %) problemlos bearbeitbar.
Um die exzellenten magnetischen Materialeigenschaften und damit die Effizienz der Energieerzeugung bzw. -wandlung auch bei Nutzung des Laserstrahlschneidens zu bewahren, ist es nötig, die fertigungsbedingt unvermeidliche Schädigung zu minimieren. Die Dresdner Forscher optimieren die Prozesse mit Hilfe verschiedener Untersuchungsmethoden. Die Prozessparameterstudien zur magnetischen Bauteilbeeinflussung werden von metallographischen Studien zur geometrischen Form der realisierten Schnittkante und Schneidqualität (Grat) begleitet. Daneben entstanden theoretische Modelle zur Abbildung des Schneidprozesses und der magnetischen Schädigung im Schnittkantenbereich (mechanisch sowie laserinduziert).
Das Fraunhofer-IWS ist einer von mehr als 500 Ausstellern aus über 40 Ländern, die auf der CWIEME Messe Berlin neueste Maschinen, Produkte und Dienstleistungen aus dem Bereich Coil Winding elektrische Ausrüstung, Isolierungen und Materialien zeigen. Das Forschungsinstitut bietet Unterstützung bei der Optimierung von Schneidprozessen in der Einzelblechfertigung elektrischer Maschinen sowie dem Aufstellen von Design-Richtlinien zur fertigungsgerechten Bauteilauslegung und der Implementierung des Schädigungsmodells in Simulationswerkzeugen zur Magnetkreisauslegung an.
IWS / AH
