EV-Stator-Laserreinigung vor dem Schweißen

ABISOLIEREN VON HAIRPINS MIT EINEM LASER

Die Optimierung der Leistungsdichte des Stators ist der Schlüssel zu einem besseren Wirkungsgrad. Der Strom wird über Kupferdrähte, so genannte Hairpins, geleitet, die um 180° gebogen sind, damit sie bei der Montage im Stator auf engstem Raum Platz finden. Jeder Hairpin muss mit den benachbarten verschweißt werden, was das Entfernen der Isolierung von den Spitzen der Hairpins erfordert, um eine saubere Oberfläche vor dem Schweißen zu erhalten.

Dieser als Hairpin-Stripping bezeichnete Prozess kann mit einem Laser durchgeführt werden. Kupfer-Hairpins sind mit einer der folgenden Beschichtungen isoliert:

• Polyamidimide (PAI)
• Polyetheretherketon (PEEK)
• Polyamidimide mit Polyimidfolie (PAI+FEP)

Der Laserprozess erfordert eine präzise Kalibrierung, um die Beschichtung von den Hairpins zu entfernen, indem die Kupferoberfläche erreicht wird, ohne dass eine Restbeschichtung zurückbleibt. Dies muss ohne Beschädigung der Integrität des Kupfers und mit einer schnellen Zykluszeit erreicht werden.

Im folgenden Beispiel reinigt Laserax mit einem 3kW-Laser einen Bereich von 6 x 13 mm auf dem Hairpin mit einer Zykluszeit von weniger als einer Sekunde. Dies wird erreicht, indem der Hairpin in einem 45°-Winkel von zwei verschiedenen Positionen aus gereinigt wird, wobei jeweils eine große und eine kleine Seite des Hairpins abgedeckt wird. Für jede Position sind 10 Laserdurchläufe erforderlich, die weniger als eine halbe Sekunde pro Position benötigen.

ENTFERNEN VON EPOXID VON MEHREREN HAIRPINS AUF EINMAL

Bei einigen Verfahren müssen viele Hairpins in einem einzigen Arbeitsgang gereinigt werden, um die Beschichtung nach dem Imprägniervorgang zu entfernen. Zu diesem Zweck wird der Laser in verschiedenen Winkeln und Positionen bewegt, um alle Hairpins zu reinigen.

Unsere Tests mit einer Laser-Reinigungslösung zur Entfernung von Epoxid von Stator-Hairpins haben bestätigt, dass bis zu 4 Hairpins gleichzeitig gereinigt werden können. Dies wird erreicht, indem die Hairpins in einem 45°-Winkel von zwei verschiedenen Positionen aus gereinigt werden, wobei jeweils eine große und eine kleine Seite der Hairpins abgedeckt wird. In diesem Beispiel bilden die beiden Seiten der Hairpins eine Fläche von 19 mm x 5 mm, und jede Laserposition erfordert 20 Laserdurchgänge.

ENTFERNEN VON EPOXID VON STECKER-TABS MIT EINEM LASER

Wenn die Montage eines Elektromotorenstators abgeschlossen ist, wird er in eine Epoxidbeschichtung getaucht, die die leitenden Elemente des Stators vor Staub, Flüssigkeiten und anderen Verunreinigungen schützt. Dadurch ist er vor äußeren Einflüssen, die die Leistung beeinträchtigen könnten, geschützt.

Nach diesem Imprägnierungsprozess können die Stecker-Tabs des Stators mit Epoxid beschichtet werden. Die Laserreinigung kann verwendet werden, um die Beschichtung in bestimmten Bereichen zu entfernen, um saubere Kupferoberflächen zu erhalten, bevor die Anschlüsse an andere Teile des E-Motors geschweißt werden.

Das folgende Beispiel zeigt eine Laserlösung zur Reinigung von grauem Epoxid auf einem Kupferstator, die das manuelle Abdecken mit Klebeband ersetzt. Drei Stecker-Tabs und eine Brücke in der Nähe der gewickelten Hairpins mussten mit einer Zielzykluszeit von 70 Sekunden gereinigt werden.

Vier Teile müssen in kürzester Zeit von einem dicken Epoxid befreit werden. Für den Laserprozess kann die Installation des Laserkopfes auf einem Industrieroboter und einen 180°-Drehtisch erforderlich sein, um den Stator zu bewegen und jede Oberfläche zu erreichen.

Um zu vermeiden, dass die Beschichtung von anderen Teilen des Stators entfernt wird, muss der Laserwinkel angepasst werden. Durch Messung der Tiefe (in Mikron) bei verschiedenen Laserwinkeln erhielt Laserax die folgenden Ergebnisse. In dieser Grafik steht 0° für einen senkrechten, nicht angepassten Laserwinkel.

In diesem Fall wurde durch den 45°-Winkel vermieden, dass die Beschichtung von anderen Teilen des Stators entfernt wurde, und die Stecker wurden perfekt gereinigt. Der Stator befand sich auf einem Tisch, der eine 180°-Drehung vollzog, um die Reinigung auf der anderen Seite der Innenwände des Steckers abzuschließen.

Diese Prozessoptimierung führte zu einer Zykluszeit von 70 Sekunden mit einem 500W-Laser und 44 Sekunden mit einem 1kW-Laser.

VORTEILE DER LASERREINIGUNG GEGENÜBER ANDEREN METHODEN