Schweißoptik für Hairpins in Elektromotoren

Auf der diesjährigen Laser – World of Photonics stellte das Berliner Unternehmen Scansonic seine Laseroptik ›RLW-S‹ für das Schweißen von Kupfer-Hairpins in Elektromotoren vor.

04. Juli 2019
Schweißoptik für Hairpins in Elektromotoren
Kupfer-Hairpins (Bild: Scansonic)

Bei der Fertigung der Statoren setzen immer mehr Hersteller auf Kupfer-Hairpins anstelle von Kupferdrahtwicklungen. Dabei werden die wie Haarnadeln geformten Teile aufgesteckt und deren Köpfe mit dem Laserstrahl verschweißt. Pro Stator sind das zwischen 160 und 220 Hairpins, die in 60 bis 120 Sekunden verarbeitet werden. Die Elektromotoren gewinnen dadurch an Leistung bei reduzierter Baugröße.

Die größte Herausforderung war bisher, die Lage der Hairpins sicher zu erkennen. Grund: Die Oberflächen der Hairpins können aufgrund der mechanischen Vorverarbeitung unterschiedlich stark reflektieren. Das erschwert die Bildverarbeitung. Zudem ist der Laserschweißprozess extrem anspruchsvoll, weil Kupfer bei Raumtemperatur eine geringe Absorption aufweist. Diese steigt jedoch während des Schweißens zusammen mit der Temperatur stark an, verbunden mit der hohen Wärmeleitfähigkeit und der geringen Schmelzbadviskosität des Materials.

System erhöht Prozesssicherheit

Die neue Laseroptik vom Typ ›RLW-S‹ von Scansonic ist eine der jüngsten Entwicklungen seiner laserbasierenden Fügesysteme. Sie wird bereits im Karosseriebau namhafter Automobilzulieferer eingesetzt.

RLW-S hat entscheidende Vorteile: Das auf Laserscannern basierende System lenkt den Laserstrahl bis auf Zehntelmillimeter genau. Möglich macht das eine integrierte Kamera, die in der Lage ist, den Bearbeitungspunkt genau zu identifizieren. So kann der Schweißprozess exakt nach einem vorgegebenen Muster ausgeführt werden.

Gleichzeitig gewährleistet die Kamera eine permanente Prozessüberwachung und damit eine hohe Prozesssicherheit. Kunden ermöglicht das eine hohe Verlässlichkeit mit festen, porenfreien Nähte bei hoher Reproduktionsrate. Vorhandene Laserquellen können in die Bearbeitungsstrategie integriert werden.