F: Wie viele Teile hat der Antriebsmotor eines Elektrofahrzeugs weniger als der eines Verbrennungsmotors? 100? 300? Oder 500?
Die Antwort lautet: 1000 plus
Unvollständigen Statistiken zufolge besteht ein herkömmlicher Verbrennungsmotor in der Regel aus mehr als 1.400 Teilen; während ein Antriebsmotor oft nur 100-200 Teile hat, was fast 1,{4}} Teile reduziert.
Für einige traditionelle Verarbeitungswerkzeuge, Geräte und Produktionslinien sind diese reduzierten Teile wie manuelle Tätigkeiten, die durch KI ersetzt werden.
Die Daten zeigen, dass die Marktnachfrage nach speziellen Bearbeitungswerkzeugen für die traditionellen fünf Hauptzylinderblöcke, Zylinderköpfe, Kurbelwellen, Pleuel und Nockenwellen von Jahr zu Jahr abnimmt.
Gleichzeitig eröffnet das Metallbearbeitungsprojekt für Elektromotoren jedoch völlig neue Möglichkeiten. Beispielsweise sind Metallverarbeitungsprojekte wie Motorwellen, Motorgehäuse und Batteriehalterungen zu neuen Wachstumspunkten geworden.
Obwohl sie sich von mechanischen Getrieben unterscheiden, wurden die Präzisionsanforderungen für die Verarbeitung von Fahrzeugteilen mit neuer Energie niemals gesenkt. In Verbindung mit der Nachfrage nach leichten sowie speziellen und komplexen Teileformen stellt dies die Werkzeug- und Werkzeugmaschinenlieferanten vor größere Herausforderungen.
Präzisionsbearbeitung des Hauptlochs des Motorgehäuses mit großem Durchmesser
Die Größe des Hauptlochs des Motorgehäuses hängt von der Größe des Stators ab. Da Elektrofahrzeuge eine ausreichend hohe Energiedichte benötigen, muss der Spulendurchmesser am Rotor in einem angemessenen Bereich liegen.
Im Allgemeinen beträgt der Durchmesser des Stators des in Elektrofahrzeugen verwendeten Motors mindestens φ200 mm, was bedeutet, dass der Durchmesser des Hauptlochs des Motorgehäuses ebenfalls über φ200 mm liegen muss.
Gemeinsames Motorgehäuse
Für den Werkzeugbau ist φ200mm bereits ein Werkzeug mit großem Durchmesser.
Um den Energieverlust zu minimieren, muss die Abstimmung zwischen Motorgehäuse/Motorwelle/Stator und anderen Komponenten im sinnvollsten Bereich optimiert werden.
Daher sind im Bereich der Zerspanung die Anforderungen an den Bearbeitungsinhalt des Motorgehäuses, insbesondere an die Form- und Lagetoleranzen des Hauptlochs und des Lagerlochs, besonders streng. Um die Leistungsdichte zu erhöhen, sollte der Motor außerdem möglichst leicht und klein sein, was auch eine perfekte Kontrolle der Wandstärke des Motorgehäuses erfordert.
Zusammenfassend sind hohe Präzision, großer Durchmesser, dünne Wand und leichte Verformung derzeit die Hauptmerkmale der Motorgehäusebearbeitung.
Um die Bearbeitungsgenauigkeit sicherzustellen, übernimmt das aktuelle Werkzeug das Konzept eines Führungsstangenwerkzeugs und die Größe kann in µ-Ebene angepasst werden.
Die Stützführungsschiene übernimmt die Rolle der Stütze, Führung und Vibrationsdämpfung, und das Design der Führungsschiene kann die Verformung bei der Tieflochbearbeitung ausgleichen.
Noch wichtiger ist, dass das Gewicht des Werkzeugs einer der Faktoren ist, die die Konstruktion des Stabwerkzeugs einschränken. Wenn das traditionelle Werkzeugdesignkonzept übernommen wird, muss das Gewicht eines Werkzeugs mit einem so großen Durchmesser mindestens mehr als 25 kg betragen.
Um sich an das Konzept der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung moderner Werkzeugmaschinen anzupassen, ist die Gewichtsreduzierung solcher Werkzeuge ein besonders kritisches technisches Problem.
Mit der Entwicklung der 3D-Drucktechnologie und der Metallmaterialien übernahm American Kennametal die Führung bei der Einführung fortschrittlicher 3D-Druck- und Verbundwerkstoffanwendungstechnologie und übernahm die Führung bei der Lösung des Problems der Gewichtsreduzierung von Schneidwerkzeugen. Das leichteste Schneidwerkzeug für Führungsstreifen kann mit einem Gewicht von nur 15 kg hergestellt werden.
Darüber hinaus ist es erwähnenswert, dass Porsche bereits das erste vollständig im 3D-Druck und der additiven Fertigungstechnologie hergestellte Gehäuse eines Elektromotors vorgestellt hat.
Die Schale wird Schicht für Schicht mit hochwertigem Aluminiumlegierungspulver in Kombination mit Laser-Metallschmelztechnologie 3D-gedruckt.
Die endgültige 3D-gedruckte Metallschale ist 10 Prozent leichter als herkömmliche Gussteile, und obwohl die Dicke nur 1,5 mm beträgt, ist ihre Steifigkeit stärker als bei ähnlichen Teilen ohne Wabenstruktur.
Verarbeitung von Batteriepackgehäusen
Wenn der Motor wie die „Beine“ eines Autos ist, dann ist die Batterie das „Herz“ des Autos.
Der Entwicklungstrend bei Leistungsbatterien geht zu hoher Dichte, hoher Kapazität und hoher Spannung, was den drei Hauptanforderungen an das Endgerät entspricht: Leistung, Batterielebensdauer und schnelles Laden.
Akkuhalterung
Das bedeutet, dass in dem begrenzten Gehäuseraum möglichst viele Batteriemodule untergebracht werden sollten und im Inneren genügend Platz für das Kühlsystem gelassen werden sollte.
Daher ist der Verarbeitungstrend des Akkugehäuses dünner, komplizierter und leichter.
Um maximale Wirtschaftlichkeit zu erreichen, sind PKD-Einsatzmaterial und Ölnebelschmiertechnologie der Schlüssel.
Je nach Bearbeitungszugaben, Bearbeitungsaufgaben und Teilen besteht die Kernidee darin, unterschiedliche Fräsprozesse einzusetzen, um die Schnittkraft zu reduzieren.
PKD-Schrägkantenfräser
Bei der Bearbeitung bestimmter Konturen bietet sich beispielsweise der Einsatz einiger Fräser für große Abtragungen am besten an.
Neben der klassischen Metallverarbeitung liegt auch der Automobilleichtbau im Trend der Zeit. Technische Kunststoffe und verschiedene Verbundwerkstoffe sind zur ersten Wahl für den Leichtbau geworden.
Für die Bearbeitung dieser Teile können wir uns von der Werkzeugbearbeitung im Luft- und Raumfahrtbereich inspirieren lassen.
Beispielsweise kann der Einsatz von Diamant-PKD-Werkzeugen auch die Bearbeitung komplexer Formen an Werkstücken wie Kohlefaserplatten ermöglichen.
