Numerische, analytische und empirische Modellierung des Heißcrimpprozesses

Um den fordernden Plan der Bundesregierung mit dem Ziel der Entwicklung Deutschlands zum globalen Weltmarktführer der Elektromobilität umsetzen zu können, bedarf es an neuartigen Produktionskonzepten und -Technologien, die an die Serienfertigung adaptiert werden. Aus diesem Grund fokussiert sich die vorliegende Forschungsarbeit auf die ganzheitliche Entwicklung des Kontaktierungsprozesses, einem Kernverfahren des Elektromaschinenbaus. Hierzu werden alle derzeitig im industriellen Umfeld eingesetzten Technologien zur Kontaktierung von Kupferlackdraht gegenübergestellt. Es wird aufgezeigt, dass derzeitig keine allgemeingültige Methodik zur Modellierung der variierenden Technologien existiert, die in der Lage ist, die Verfahren ganzheitlich zu bewerten. Um diese Forschungslücke zu schließen, werden am Beispiel des Heißcrimpprozesses drei unterschiedliche Prozessmodellierungsansätze untersucht. Zunächst wird ein analytischer Ansatz gewählt, der die dreidimensionalen und unstetigen Wärmeentstehungs- und Transportvorgänge modelliert. Im zweiten Schritt wird die numerische Simulationstechnik gewählt, um den Heißcrimpprozess abzubilden. Das entwickelte Simulationsmodel ist in der Lage die prozessbedingt entstehenden Deformationen, sowie die resultierende Wärmeverteilung in der Verbindungszone darzustellen. Abschließend erweist sich eine weitere, dritte Modellierungstechnik als zielführend. Entsprechende Untersuchungen belegen, dass die statistisch entwickelten Regressionsanalysen als ein exzellentes Verfahren zur mathematischen Beschreibung der Verbindungstechnologien im Elektromaschinenbau zu sehen sind.