INFINITE-Projekt schließt mit erfolgreicher Entwicklung eines neuen Isolationssystems für Statoren ab
INFINITE-Projekt schließt mit erfolgreicher Entwicklung eines neuen Isolationssystems für Statoren ab
Das Projekt „Integrative Fertigung von Isolationssystemen im Elektromaschinenbau“ (INFINITE), das von der AiF Projekt GmbH als Projektträger des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen der Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID e.V. und der iGF gefördert wurde, ist mit spannenden Ergebnissen abgeschlossen. Ziel des Projektes war es, eine Strategie für die reproduzierbare Herstellung der Isolation von Statoren im Duroplast-Spritzguss zu definieren. Eines der wichtigsten Ergebnisse des Projekts ist die erfolgreiche Entwicklung einer neuen Technologie zur Herstellung der Sekundärisolierung von Statoren. Das Projektteam betrachtete die Fertigungskette von der Herstellung des Materials und der Einlegeteile bis hin zu den späteren Bauteileigenschaften, um eine Strategie für die Isolierung von Statoren im Duroplast-Spritzguss zu definieren. Das Team zeigte, dass es möglich ist, die Isolierung von Statoren im Duroplast-Spritzguss herzustellen und dass der Prozess auf einen Isolierungsschritt reduziert werden kann, ohne ein Nutgrundpapier zu integrieren.
Das Projekt stand vor der Herausforderung, kleine Fließspalte von bis zu weniger als 0,7 mm über eine Länge von 170 mm zu füllen. Es wurden umfangreiche Untersuchungen an Einzelnutprobekörpern durchgeführt, um unter Berücksichtigung von Prozessparametern und der Nutgrundgeometrie ein Prozessfenster für die Produktion abzuleiten. Die eingeschränkten Möglichkeiten im Bereich der Duroplastsimulation, insbesondere für gefüllte Systeme, schränkten die Möglichkeiten der Prozessgestaltung erheblich ein. Das experimentell ermittelte Prozessfenster wurde jedoch u. a. auf das analytisch erfasste Materialverhalten zurückgeführt, so dass das Prozessfenster allgemeingültig ist und auch auf andere, modifizierte Systeme übertragen werden kann. Das Projektteam definierte ein ausreichend großes Prozessfenster, um einen stabilen und robusten Prozess zu gewährleisten, indem es eine umfangreiche Materialcharakterisierung durchführte, um die wesentlichen und notwendigen Materialeigenschaften für die Produktion abzuleiten. Auch werkzeugtechnisch wurden verschiedene Dichtungsstrategien betrachtet, um einen definierten Herstellungsprozess zu ermöglichen. Darüber hinaus wurden die Projektergebnisse erfolgreich auf die Herstellung von Statoretten als Quadrant eines Stators übertragen.
Das IGF-Vorhaben 21451 N der Forschungsvereinigung Räumliche Elektronikbaugruppen wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Dem projektbegleitende Ausschuss sei für die Unterstützung und die wertvollen Hinweise aus den zahlreichen Diskussionen gedankt. Namentlich sind dies die folgenden Firmen:
- Duresco GmbH
- KraussMaffei Group
- Quarzwerke
- HPF the mineral engineers
- Raschig GmbH
- RF-Plast GmbH
- Stiefelmayer GmbH & Co. KG
- Valeo eAutomotive Germany GmbH (Siemens)
- Wunder Formenbau Kunststofftechnik
Darüber hinaus sei explizit den beiden Materialherstellern Raschig GmbH und Duresco GmbH für die Bereitstellung des Materials und den fachlichen Austausch gedankt. Weiterhin sei der Firma RF-Plast für die umfangreichen Anpassungen am Werkzeug zur Fertigung des Demonstrators und der Firma Schwarz Plastic Solutions für die flexible Bereitstellung eines Technikums zur Fertigung der Demonstratoren ausordentlich gedankt. Zudem sei dem Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der FAU für die Zusammenarbeit und den regen Austausch gedankt.
Das INFINITE-Projekt hat nicht nur zur Entwicklung einer neuen Technologie zur Herstellung der Sekundärisolierung von Statoren beigetragen, sondern auch gezeigt, wie wichtig eine umfassende Materialcharakterisierung und die Berücksichtigung verschiedener Dichtungsstrategien auf der Seite der Werkzeugtechnik sind, um einen stabilen und robusten Prozess zu gewährleisten. Die Projektergebnisse sind auf andere, modifizierte Systeme übertragbar und werden den Weg für zukünftige Forschungen auf diesem Gebiet ebnen.
Dr.-Ing. Uta RöselLehrstuhl für Kunststofftechnik
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