Wichtige Erkenntnisse
Herkömmliche Stollen-, Niet- und Schweißverfahren führen zu magnetischem Abbau, hoher mechanischer Beanspruchung und Mikrovibrationen, was zu erheblichen Engpässen bei Motordesigns der nächsten Generation führt. Nietenfreie selbstklebende (Backlack) Kerne beseitigen diese Probleme durch vollflächige Isolationsbindung und sorgen für spannungsfreie magnetische Leistung, extrem niedrige Wirbelstromverluste und hervorragende NVH-Eigenschaften.
1. Drei große Engpässe traditioneller Laminierungsmethoden
Bei Ultrahochgeschwindigkeits-BLDC-Motoren, Gelenkaktuatoren humanoider Roboter und eVTOL-Antriebseinheiten führen herkömmliche mechanische Verriegelungs- (Stollen-), Seitenschweiß- oder Verschraubungsmethoden zu deutlichen betrieblichen Nachteilen:
- Erhöhter Wirbelstromverlust (P<sub>fe</sub>): Stanzverriegelungen durchstoßen die Oberflächenisolierung von Elektrostahl und erzeugen örtliche Kurzschlüsse, die die Eisenverluste bei hohen Frequenzen dramatisch erhöhen.
- Mechanische Restspannung: Ineinandergreifende Verformung und Schweißwärme führen zu starken Spannungsfeldern im Siliziumstahl, wodurch die magnetische Permeabilität verringert und die Koerzitivfeldstärke erhöht wird.
- NVH und strukturelle Unvollkommenheiten: Mikrospalte zwischen mechanisch verriegelten Lamellen vibrieren bei hohen Drehzahlen, erzeugen hörbare Geräusche und erfüllen die strengen Steifigkeits- und Miniaturisierungsanforderungen nicht.
2. Technischer Vergleich: Backlack vs. traditionelle Methoden
Bei der Selbstklebetechnik wird Elektrostahl verwendet, der mit einer thermoplastischen oder duroplastischen Klebeschicht vorbeschichtet ist. Nach dem Präzisionsstanzen wird der Stapel unter kontrollierter Hitze und Druck ausgehärtet, um bei jeder Laminierung eine Haftung auf molekularer Ebene zu erreichen.
| Bewertungsmetrik | Traditionelles Ineinandergreifen/Schweißen | Selbstklebende (Backlack-)Kerne | Technischer Vorteil |
|---|---|---|---|
| Verbindungsmethode | Lokalisierte Nieten / seitliche Schweißnähte | Vollflächige interlaminare Verklebung | Beseitigt Kurzschlüsse und minimiert Kernverluste |
| Stresszustand | Hohe mechanische/thermische Beanspruchung | 100 % stressfrei | Die reine magnetische Permeabilität bleibt vollständig erhalten |
| Interlaminare Isolierung | An den ineinandergreifenden Punkten durchbrochen | Durchgehende 100 %ige Isolierung | Reduziert hochfrequente Wirbelströme drastisch |
| NVH-Leistung | Anfällig für Mikrovibrationen und Resonanzen | Solide Blockstruktur; unterdrückt Vibrationen | Flüsterleiser Betrieb und hohe Steifigkeit |
| Schlitzfüllung und Wärmeableitung | Verriegelungen verbrauchen Innenraum | Keine Verriegelungen; maximale Slot-Auslastung | Erhöht den Schlitzfüllfaktor und gleicht die Wärmeableitung aus |
3. Technische Umsetzung: Von Forschung und Entwicklung bis zur Massenproduktion
Bei der kundenspezifischen Laminierung geht es um mehr als die Ausführung einer CAD-Zeichnung. Es erfordert tiefgreifende Werkzeugstrategien, Materialkenntnisse und Kostenoptimierung.
Vorhandene Stanzwerkzeug-Bibliothek
Wir unterhalten eine umfangreiche interne Bibliothek mit Standard-Stanzwerkzeugen, die verschiedene Außendurchmesser, Schlitzzahlen und Wellenkonfigurationen abdecken. Während der frühen Forschungs- und Entwicklungsphase können Kunden vorhandene Matrizen nutzen, um Prototypenmuster herzustellen, ohne im Voraus Werkzeuggebühren zahlen zu müssen, was die Zeit bis zur Markteinführung erheblich verkürzt.
Progressive Tandem-Matrizen und In-Die-Bonding
Für die Produktion großer Stückzahlen stanzen ein- oder zweireihige progressive Tandem-Matrizen Statoren und Rotoren aus demselben Band und erhöhen so die Rohstoffausnutzung um über 15 %. Integrierte Präzisions-Thermokontrollen ermöglichen Hochgeschwindigkeitsstanzen mit mehr als 200 SPM und einer Scherbindungsfestigkeit von über 100 N.
Ultradünne Verarbeitung (0,1 mm – 0,2 mm)
Wenn die Laminierungsdicke von 0,35 mm auf 0,2 mm, 0,15 mm und 0,1 mm abnimmt, steigt die Prägeschwierigkeit exponentiell an. Unsere Spaltkontrolle im Mikrometerbereich sorgt für gratfreie, hochpräzise Laminierungen bei ultradünnen Legierungen.
4. Kernanwendungen, die die Akzeptanz von Backlack vorantreiben
- Humanoide Robotik: Geschickte Hände und kompakte Gelenkaktuatoren erfordern eine hohe Drehmomentdichte, geringe Wärmeentwicklung und minimale Geräusche bei ultrakompakten Abmessungen.
- eVTOL- und Luft- und Raumfahrtantrieb: Gewichtsreduzierung und geringer Eisenverlust bestimmen direkt die Schwebezeit und die Flugreichweite bei kontinuierlichem Hochlastbetrieb.
- Hochleistungs-Automobil- und Servomotoren: Um anspruchsvolle Hochgeschwindigkeitsbelastungsanforderungen und strenge NVH-Standards zu erfüllen, stellen Marktführer schnell auf Backlack-Laminierungsdesigns um.
Über Youyou Company
Als führender Hersteller kundenspezifischer Motorlaminierungen ist Youyou Company auf die Lösung von Kernverlust-, NVH- und Wärmeableitungsengpässen in Elektromotoren der nächsten Generation spezialisiert. Durch die Kombination der ultradünnen 0,10-mm-0,20-mm-Siliziumstahlverarbeitung mit nietenfreiem In-Mold-Bonding (Backlack-Technologie) entwickeln wir hocheffiziente, spannungsfreie Stator- und Rotorkerne. Mithilfe unserer umfangreichen hauseigenen Stanzwerkzeugbibliothek unterstützen wir Motorentwickler beim nahtlosen Übergang vom Rapid Prototyping zur automatisierten Großserienproduktion für Gelenkaktuatoren humanoider Roboter, eVTOL-Antriebsmotoren und rahmenlose Servosysteme.
Sind Sie bereit, Wirbelstromverluste zu beseitigen und Ihre motorische Entwicklung zu beschleunigen?
Kontaktieren Sie unser Engineering-Team, um Backlack-Statormuster mithilfe unserer vorhandenen Werkzeugbibliothek anzufordern, oder fordern Sie noch heute eine kostenlose In-Mold-Bonding-DFM- und Tooling-Bewertung an!
