CO2 effiziente elektrische Antriebe - Entwicklung einer industrietauglichen Prozesskette von gedruckten Magnetblechen (vom Pulver bis zum Bauteil) - EffiBlech

Abstract

Im Rahmen der Aufgabenstellung konnten die Ausgangsmaterialien (Eisenpulver, Additive und Hilfsstoffe), charakterisiert, den funktionalen und prozess-technischen Anforderungen entsprechend weiterentwickelt und angepasst werden. Ebenso wurden Druckparameter für die Magnetbleche optimiert. Nachdem die geplante Anlage für höheren Durchsatz und für größere Flächen entwickelt war, konnten Bleche für den Aufbau des Mustermotors (Stator) gedruckt werden. Zur Qualitätskontrolle an der Siebdruckanlage stand das neu entwickelte und im Labor getestete optische System zur Bestimmung von geometrischen Daten, insbesondere zur Überwachung der Blechdicke und deren Homogenität zur Verfügung. Die angestrebte und erarbeitete Messgenauigkeit von ca. 5 µm und eine skalierbare Auslegung des Systems ermöglichte bereits beim Einsatz von zwei Kameras die Vermessung von 33 % der Druckteile direkt im Anschluss an den Trocknungsvorgang als Basis für einen Qualitätsregelkreis. Die für einen Industrialisierungsfähigen Prozess entwickelten Verbesserungen in der Sintertechnik hinsichtlich Erhöhung der Ofenbeladung und Reduzierung der Ofenzyklenzeit wurden an mehreren Batch-Öfen bei unterschiedlichen Partner an den Prototypblechen gezeigt. Die Anzahl der Gutteile der gesinterten Bleche waren für den Aufbau des geplanten Motorstators ausreichend. Der zum Projektende aufgebaute Prototyp wurde im Motorprüfstand im erwarteten Bereich qualifiziert. Das Industrialisierungskonzept, die Detailauswertung zum Energiewertstromwertstrom sowie zur CO2-Bilanzierung wurden für die Laborlinie und die angestrebten höheren Einstiegsvolumina erarbeitet. Mittels Berechnungen und vorhandenen Stützstellen für einen kontinuierlichen Sinterprozess, konnten Prognosen für höhere Produktionsvolumina ein Energieeinsparpotential im Vergleich zum konventionellen Herstellungsprozess von ca. 10 % aufzeigen.