Exzellente elektromagnetische Eigenschaften in elektrischen Maschinen sind die Voraussetzung für eine möglichst verlustarme Wandlung der elektrischen in kinetische Energie und umgekehrt. Wegen seiner hohen Flexibilität gewinnt die Laserbearbeitung von Elektrobandmaterial einen zunehmenden Stellenwert in der Prozesslandschaft. So fallen beispielsweise beim Laserstrahlschneiden keine zusätzlichen Werkzeugkosten und Rüstzeiten an, was kurze Produktänderungszeiten ermöglicht. Bei der Auslegung von Rotor- und Statorbaugruppen eröffnen sich dem Konstrukteur vollkommen neue Gestaltungsmöglichkeiten.
Für Prozessentwicklungen und Applikationsuntersuchungen zum Laserstrahlschneiden von Elektroblech stehen am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden leistungsfähige 2D-Laser-
schneidmaschinen mit Lineardirektantrieben zur Verfügung. Sie können mit modernen CO2-Lasern oder brillanten Festköperlasern betrieben werden. Damit sind alle weichmagnetischen Werkstoffe ab einer Materialdicke von 0,1 Millimeter unabhängig von ihren Legierungsbestandteilen (auch Siliziumgehalt > 4 %) problemlos bearbeitbar.
Laserschneiden von Elektroband / Bild: Fraunhofer-IWS
Um die exzellenten magnetischen Materialeigenschaften und damit die Effizienz der Energieerzeugung beziehungsweise Energiewandlung auch bei Nutzung des Laserstrahlschneidens zu bewahren, ist 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 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.
Text zum Titelbild: Applikation einer Kontur / Bild: Fraunhofer-IWS
