SMC-Materialien als Wegbereiter: Überwindung der Hürden bei der Serienfertigung von Motoren mit axialem Magnetfluss – Automatische Montagelinie von Jiuju Motor
Derzeit entwickeln sich neue Energiefahrzeuge rasch in Richtung hoher Leistungsdichte, hoher Integrationsdichte und niedriger Kosten, während herkömmliche elektromagnetische Werkstoffe und Verarbeitungsverfahren bereits an ihre Leistungsgrenzen gestoßen sind. Die Steigerung der Leistungsabgabe auf engstem Raum bei gleichzeitiger Senkung der Serienproduktionskosten ist zu einer zentralen Herausforderung für Automobilhersteller und Zulieferer geworden. Hegnas, weltweit führend in der Pulvermetallurgie, entwickelt auf der Grundlage modernster Werkstoffe und Formgebungsverfahren völlig neue Lösungen für die Branche, die sowohl hohe Leistung als auch niedrige Kosten gewährleisten.
Präzise Formgebung, optimierte Antriebskomponenten. Herkömmliche Motoren setzen auf gestapelte Siliziumstahlbleche mit zweidimensionalem Magnetkreis; die Raumanpassung ist begrenzt und das elektromagnetische Design stößt an inhärente Grenzen. Der weichmagnetische Verbundwerkstoff Somaloy® von Höganäs (SMC) basiert auf hochreinem Eisenpulver mit nanoskaliger Isolierhülle, ist elektromagnetisch isotrop und erlaubt einen dreidimensional frei fließenden Magnetfluss – ein völlig neuer Ansatz im Magnetkreisdesign. Kombiniert mit dem Hochdruck-Near-Net-Shape-Verfahren lässt sich das Material direkt zu komplexen Sonderstrukturen verarbeiten, verkleinert die Stirnwicklung und passt zu kompakten Motorkonzepten; zugleich werden Wirbelstromverluste bei hohen Frequenzen reduziert. Das Material ist eine zentrale Stütze des Axialflussmotors und hilft bei Gewichtsreduktion und höherer Leistungsdichte; zugleich wird es breit eingesetzt bei Bord-Ölpumpen, Wasserpumpen, Klimakompressoren und Drosselblechpaketen von DC/DC-Wandlern und verbindet Anlageneffizienz mit hochfrequenter Magnetsättigung.
Somaloy®-Serie weichmagnetischer Verbundwerkstoffe Somaloy® series soft magnetic composites
Antriebssysteme im Automobil stellen höchste Anforderungen an Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit. Herkömmliches Schmieden plus Zerspanen erzeugt viel Abfall, lange Zykluszeiten und hohe Kosten bei komplexen Sonderteilen. Das Pulvermetallurgie-Near-Net-Shape-Verfahren von Höganäs ermöglicht die einteilige Formgebung von Schlüsselkomponenten. Kettenräder des Verteilergetriebes lassen sich mit präziser Zahnkontur direkt formen, was Zerspanungsschritte und Materialverlust reduziert; ein einteilig geformter Planetenradträger vermeidet die Koaxialitätsabweichung geschweißter Einzelteile, erhöht die Torsionsermüdungsfestigkeit und verbessert das NVH-Verhalten; Differentialzahnräder mit Oberflächenverdichtung halten das hohe Moment beim Anfahren und Beschleunigen aus und verlängern dank gleichmäßigem Gefüge die Lebensdauer unter Wechsellast.
Axialflussmotor (Axial Flux Motor)
Hochfeste Werkstoffe – Sicherheit des Fahrwerks
Fahrzeugbatterien erhöhen das Gesamtgewicht und belasten Fahrwerk und Bremsen stark. Die Pulvermetallurgie von Höganäs setzt gezielt am Schwerlast-Schmerzpunkt des Fahrwerks an: Der Dämpferkolben lässt sich mit gezielter Porosität selbstschmierend auslegen und die Drosselbohrung einteilig formen, um die Dämpfung präzise zu regeln; spezielle Reibpulver verbessern die Wärmeleitfähigkeit der Bremsbeläge, mildern Hitzefading bei hoher Belastung und sichern die Fahrsicherheit. Zudem lassen sich leichte dünnwandige Karosseriestrukturen herstellen, die Steifigkeit, Schwingungsfestigkeit und Kostensenkung verbinden. Mit ganzheitlicher Pulvermetallurgie deckt Höganäs die drei Kernbereiche Motor, Antrieb und Fahrwerk ab und hilft New-Energy-Fahrzeugen, Prozessgrenzen zu überwinden und Leistung wie Kosten zugleich zu optimieren.
Explosionszeichnung des Motors Motor Exploded View
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Die mehrpolige Bauweise erzeugt eine hohe Grundfrequenz; bei Zehntausenden Umdrehungen kann die Grundfrequenz mehrere Tausend Hertz erreichen. Herkömmliche IGBTs verzeichnen sprunghaft steigende Schaltverluste und starke Erwärmung. Erst die Schaltfähigkeit im Megahertz-Bereich von Siliziumkarbid-MOSFETs ist der passende Partner für hochfrequente mehrpolige Axialflussmotoren.
Die mehrpolige Bauweise erzeugt eine hohe Grundfrequenz; bei Zehntausenden Umdrehungen kann die Grundfrequenz mehrere Tausend Hertz erreichen. Herkömmliche IGBTs verzeichnen sprunghaft steigende Schaltverluste und starke Erwärmung. Erst die Schaltfähigkeit im Megahertz-Bereich von Siliziumkarbid-MOSFETs ist der passende Partner für hochfrequente mehrpolige Axialflussmotoren.
Der Luftspalt wird auf Millimeter gedrückt; im Betrieb steigt die Innentemperatur von Raumtemperatur auf über 100 Grad. Alugehäuse, Stahlwelle, Kupferdraht und Magnet haben unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten; die axiale Verformung kann den Luftspalt vergrößern oder den Stator zusammendrücken.
Während Elektrofahrzeuge und Roboter alle Blicke auf sich ziehen, kommen in industriellen Anwendungsbereichen wie Aufzugsmotoren, Ventilatoren und Pumpen still und leise Axialflussmotoren zum Einsatz. Hier geht es nicht um beeindruckende technische Daten, sondern um die Stromrechnung und die Zuverlässigkeit im Serienbetrieb.