ALIVE

 

PEM forscht zur Optimierung der E-Motor-Produktion durch Vakuumschweißen

Grafik mit Laserstrahl, Hairpin-Stator und Vakuum-Laserschweißanlage Urheberrecht: © PEM RWTH Aachen

Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen und das Maschinenbauunternehmen „LaVa-X“ aus Herzogenrath befassen sich im Projekt „ALIVE“ mit der Optimierung der Qualität, der Kosten und der Zeit bei der Produktion von Elektromotoren. Dabei sollen adaptive, im Vakuum stattfindende Schweißprozesse bei der Herstellung der leistungsbestimmenden E-Motor-Komponente „Hairpin-Stator“ erforscht werden.

Teilweise fehlendes Prozessverständnis und zu hoher Ausschuss

Bei der Entwicklung moderner Motor-Topologien hat sich die Hairpin-Stator-Technologie aufgrund von hohen realisierbaren Kupferfüllfaktoren etabliert. Gleichzeitig bedeuten die entsprechenden Verfahren für die Fertigung der Hairpin-Wicklungen noch eine zentrale Herausforderung. Die potenzielle Produktivität dieser Technologien und das erreichbare Qualitätsniveau der Hairpin-Statoren lassen sich wegen des Neuheitsgrades der Prozesskette sowie des teilweise fehlenden Prozessverständnisses und des hohen Ausschusses derzeit noch nicht umsetzen.

Herausforderung durch qualitätsbestimmende Wechselwirkungen

Im Rahmen der Hairpin-Stator-Prozesskette ist das Kontaktieren der Hairpin-Enden durch das Laserschweißverfahren ein maßgeblicher Abschnitt, da er zahlreichen prozess- und qualitätsbeeinflussenden Wechselwirkungen aus vorgelagerten Verfahrensschritten unterliegt. Der irreversible Laserschweißprozess ist daher ein entscheidender Engpass mit Blick auf die gesamte Anlageneffektivität und die Taktzeit in der Serienproduktion der Hairpin-Technologie.

Aufbau einer adaptiv steuerbaren Vakuum-Laserschweißanlage

Das Laserstrahlschweißen im Vakuum weist indes einige Vorteile auf, da die Verringerung des Arbeitsdrucks die Prozessstabilität stark steigert und sich hohe Einschweißtiefen realisieren lassen. In dem auf zwei Jahre anberaumten „ALIVE“-Projekt soll daher eine durch intelligente Datennutzung adaptiv steuerbare Vakuum-Laserschweißanlage für den Hairpin-Kontaktierprozess errichtet werden.

Weitere Informationen gibt es in dieser Pressemitteilung.

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Das Projekt

  • „ALIVE“: Adaptives Laserstrahlschweißen im Vakuum von Hairpin-Statoren

Forschungsziele

  • Entwicklung eines Vakuum-Laserschweißprozesses und Anlagenkonzeptionierung für den Hairpin-Stator-Prozess
  • Integration einer adaptiven Steuerung des Schweißprozesses und Qualitätsüberwachung durch Verwendung von Machine Learning-Algorithmen

Forschungs- und Projektpartner

PEM der RWTH Aachen
LaVa-X GmbH
Visioning GmbH & Co. KG

Laufzeit

  • 01.06.2023 bis 01.05.2025

Projektträger

AiF Projekt GmbH

Förderkennzeichen

  • KK5057505KT2

Zuwendungsgeber

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)