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Mark all as readMit 3D Druck schon heute die Zukunft der Elektrofahrzeug-Herstellung gestalten
Hybrides Werkzeug für die Statorbohrung nutzt additive und traditionelle Fertigung für eine herausragende Produktivität bei der Bearbeitung von Elektromotoren
3D gedrucktes Statorbohrwerkzeug mit Kohlefaser-Körper und drei Bearbeitungsdurchmessern
Zukunftstechnologie steigert Effizienz bei der E-Fahrzeugproduktion
Die Automobilhersteller erweitern kontinuierlich ihre Hybrid-/Elektrofahrzeugpalette. Kennametal nutzt die Designflexibilität der additiven Fertigung, um hierbei die wachsende Kundennachfrage nach leichteren Werkzeuglösungen zu erfüllen. Unser innovatives 3D‑gedrucktes Werkzeug in Verbindung mit einem Kohlefaser-Grundkörper und unserem bewährten RIQ-Schneidensystem - sorgt für herausragende Produktivität und Zuverlässigkeit bei der Herstellung von Elektromotorgehäusen mit großen Durchmessern und tiefen Bohrungen.
Was war der Auslöser für die Entwicklung dieser neuartigen Werkzeuglösung?
Bei Kennametal dreht sich alles um die Performance für unsere Kunden und mit der Entwicklung dieses Werkzeugs haben wir speziell auf Kundenbedürfnisse reagiert. Mit der weltweiten Transformation im Automobilsektor hin zu Hybrid- und Elektrofahrzeugen benötigen unsere Kunden neue Werkzeuglösungen, um die besonderen Herausforderungen bei der Bearbeitung von E-Fahrzeugkomponenten wie Elektromotorgehäusen zu meistern. So stellt beispielsweise die Statorbohrung von Elektromotoren neue Herausforderungen dar, wofür wir unsere Werkzeuglösung entwickelt haben. Neben kurzen Bearbeitungszeiten und einer prozesssicheren Spanabfuhr ist eine einfache Handhabung (durch fehlerfreie Schneideneinstellung) eine typische Anforderung. Außerdem müssen die Werkzeuge leicht sein, um für Werkzeugwechselsysteme geeignet zu sein. Unser Stator-Bohrwerkzeug wiegt ungefähr halb so viel wie ein konventionell gefertigtes Werkzeug und ermöglicht den Automobilherstellern bei der Umstellung ihrer Produktionslinien auf Elektrofahrzeuge den Einsatz unseres Werkzeugs auch auf bestehenden kleinen, hochdynamischen Bearbeitungszentren. Unser Werkzeug ist die effiziente Antwort auf die Herausforderungen der Elektromotorgehäusefertigung mit tiefen Bohrungen in Verbindung mit großen Durchmessern.
Wie steigert das Statorbohrwerkzeug Produktivität und Effizienz unserer Kunden?
Unser Werkzeug für die Statorbohrung kann drei Durchmesser in einem Arbeitsgang erzeugen und gewährleistet die Ausrichtung und Konzentrizität der bearbeiteten Oberflächen, während die Bearbeitungszeit deutlich reduziert wird. Das leichte 3D‑gedruckte Kombinationswerkzeug ermöglicht einen schnelleren Werkzeugwechsel und eine schnellere Spindelbeschleunigung, während es gleichzeitig die Anforderungen an Genauigkeit, Rundheit und Oberflächengüte ohne Einschränkungen erreicht. Ein flügelähnliches Armdesign stellt die problemlose Spanabfuhr sicher, während integrierte Kühlkanäle eine präzise und leistungsstarke Kühlmittelzufuhr zu den Schneiden und Führungsleisten gewährleisten. Darüber hinaus ermöglicht der Kennametal RIQ-Plattensitz eine einfache Einstellung des Bearbeitungsdurchmessers und ein problemloses Rüsten und Einrichten neuer Schneidkörper. In Kombination bieten diese Merkmale ein höheres Maß an Prozesssicherheit und sparen dem Kunden wertvolle Rüst- und Bearbeitungszeit.
Animation der Bearbeitung des Statorgehäuses
Funktionstest der Kühlmittelversorgung
Warum wurde 3D-Druck und kohlefaserverstärkter Kunststoff verwendet?
Mit der 3D-Druck-Technologie wird das Material nur dort platziert, wo es notwendig ist – so können wir komplexe Werkzeuge herstellen, die leichter und leistungsstärker sind. Durch den Einsatz von Finite-Elemente-Simulationen und der Designflexibilität des 3D‑Drucks konnten wir das Gewicht des Werkzeugs für die Statorbohrung im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen um ca. 50 % reduzieren und gleichzeitig die höchsten Anforderungen an Genauigkeit, Rundheit und Oberflächengüte erfüllen. Der 3D-Druck ermöglichte uns die Realisierung komplexer Geometrien, die die Leistung des Werkzeugs verbessern und mit herkömmlicher Fertigung nur schwer oder gar nicht wirtschaftlich zu realisieren wären. Besonders hervorzuheben sind die einzigartigen Kühlkanäle des Werkzeugs und die tragflächenförmigen Verbindungen zwischen Werkzeuggrundkörper und Schneide, die eine bessere Spanabfuhr ermöglichen, Späne-Ansammlungen verhindern und die Werkstückoberflächen schützen.
Eine weitere Gewichtsreduzierung ergibt sich durch den Einsatz moderner Werkstoffe wie beispielsweise kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK), welcher hohe Steifigkeit, Festigkeit und beste Dämpfungseigenschaften bei geringstem Gewicht gewährleistet.Eine weitere Gewichtsreduzierung ergibt sich durch den Einsatz moderner Werkstoffe/Materialien wie kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), welcher hohe Steifigkeit, Festigkeit und beste Dämpfungseigenschaften bei geringem Gewicht gewährleistet.
Welche weiteren Alleinstellungsmerkmale weist das Werkzeug auf?
Das Werkzeug für die Statorbohrung ist eine Hybridlösung, die das Know-how von Kennametal in der additiven und traditionellen Fertigung nutzt. Es ist für den Einsatz in Kombination mit unseren bewährten RIQ-Wendeschneidplatten konzipiert, die in vielen Kundenanwendungen eine unübertroffene Bearbeitungspräzision bieten. Das Werkzeug ist mit allen gängigen Schnittstellen erhältlich. Für besonders hohe Anforderungen an Steifigkeit, Geschwindigkeit/Drehzahl und Präzision empfiehlt sich die von Kennametal entwickelte KM4X-Schnittstelle.
Das Statorbohrwerkzeug und seine Merkmale
Entwicklungsstufen und Designvarianten der Innovation