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Das automatisierte Verpacken von lasergeschnittenen Blechen spart Zeit und macht die Kleinserienfertigung wirtschaftlich.

Die intensive Entwicklungsarbeit am Elektromotor im Bereich Mobilität breitet sich auf andere Branchen aus und lässt die Spezialisierung elektrischer Antriebe voranschreiten, was zwangsläufig zu einer höheren Varianz der Maschinen und damit zu geringeren Stückzahlen führt. Die Herstellung von Prototypen, Kleinserien und Losgrößen, für die die bisher verwendeten Fertigungsverfahren aufgrund der geringen Stückzahlen nicht wirtschaftlich sind, stellt die Hersteller von Elektromotoren vor große Herausforderungen. Der erste Schritt bei der Herstellung eines Elektromotors, die Herstellung des Rotor-Stator-Blechpakets, spielt eine zentrale Rolle.

Während Rotor- und Statorbleche in der Großserie gestanzt und im Werkzeug verpackt werden, ergibt sich bei der Fertigung von Kleinserien ein anderes Bild. Bei den klassischen Verfahren stehen meist die Kosten des benötigten Stanzwerkzeugs und die Fertigungszeit des Werkzeugs dem Zeitplan im Wege. Laserschneiden ist eine Alternative zum Stanzen.

Aber auch die Herstellung von Elektroband stellt bei diesem Verfahren eine Reihe von Herausforderungen. Zum Stanzen zu klein, sind die benötigten Stückzahlen für den Laserschneidprozess meist anspruchsvoll. Dementsprechend ist auch im Bereich der Kleinserien eine hohe Produktivität erforderlich. Dem stehen die immer höheren Genauigkeitsanforderungen und die zunehmende Komplexität der zu bearbeitenden Geometrien gegenüber. Die Herausforderung besteht darin, die für die Produktivität erforderliche Dynamik mit der geforderten hohen Präzision des Bauteils zu verbinden. Um all diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat Stiefelmayer-Lasertechnik die Laserschneidmaschinen der Serie Effective entwickelt.

Das Laserschneiden der einzelnen Elektrobleche ist nur der erste Schritt zum fertigen Rotor-/Statorpaket. Der eigentliche Engpass bei der Herstellung der Blechpakete ist derzeit die Verpackung der lasergeschnittenen Bleche. Während die Elektroblechpakete beim Stanzprozess oft im Werkzeug gestanzt werden, erfolgt der Verpackungsprozess in der Produktion und Kleinserie manuell.

Die einzelnen Lamellen werden von Hand auf eine speziell angefertigte Vorrichtung geschoben, die die Bleche exakt positioniert. Nach dem Spannen der Spannvorrichtung werden die Bleche entweder durch einen Schweißprozess, meist aber durch einen „Backprozess“ im Ofen verbunden.

Dazu muss das Paket inklusive Gerät in einem geeigneten Industrieofen erhitzt werden; ist die Zieltemperatur erreicht, wird diese für eine gewisse Zeit gehalten. Anschließend muss die Verpackung langsam abkühlen und kann dann aus dem Gerät entnommen werden. Erst dann kann das Gerät zum Verpacken der nächsten Komponente verwendet werden.

Der beschriebene Prozess erfordert viel Handarbeit und ist zeitaufwendig. Bei dieser Art der Fertigung ist das Laserschneiden in der Regel nicht der zeitkritische Faktor. Höhere Stückzahlen sind nicht wirtschaftlich, werden aber zwangsläufig so hergestellt. Nun wird versucht, durch Einkaufsstrategien die Kosten zu senken, um die geringeren Stückzahlen wirtschaftlich darstellen zu können. Zumal die Anforderungen an Material, Geometrie und Genauigkeit stetig steigen. Die Elektrobleche einer modernen Maschine sind mit denen der Vergangenheit nicht zu vergleichen.

Durch die Automatisierung des Verpackungsprozesses mit der Püttmer PMOS in Kombination mit der effektiven Laserschneidmaschine können auch größere Serien wirtschaftlich produziert werden, ohne an Flexibilität einzubüßen.

Dynamische Laserschneidmaschine jetzt auch mit kleinerem Arbeitsraum

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