Flachbettsiebdruck endkonturnaher Magnetbleche für elektrische Maschinen

Die Bedeutung der ressourceneffizienten Herstellung sowie des energieeffizienten Betriebs elektrischer Maschinen steigt in Folge des verstärkten Einsatzes erneuerbarer Energien, des Hochlaufs der Elektromobilität sowie der zunehmend automatisierten und elektrifizierten Industrie stetig an. Elektromotoren stellen in der Europäischen Union den größten Verbraucher elektrischer Energie dar. Daher besteht ein großer Forschungs- und Entwicklungsbedarf an neuen Herstellungsprozessen und Materialien, um den Wirkungsgrad elektrischer Maschinen zu verbessern. Eisenverluste, die in den Stator- und Rotor-Blechpaketen elektrischer Maschinen auftreten, stellen bei elektrischen Antriebssystemen für batterieelektrische Fahrzeuge sowie viele performante Industrieanwendungen die dominante Verlustquelle dar. Die Herstellung von Blechpaketen erfolgt konventionell großserientechnisch mittels kombinierter Stanz- und Paketiertechnologien. Diese verursachen große Mengen an Ausschuss durch Blechverschnitt, zudem werden die Randbereiche der Magnetbleche plastisch verformt und somit das Material geschädigt. Die vorliegende Dissertation betrachtet daher einen neuen additiven Fertigungsprozess von Elektroblechen für Stator-Blechpakete mittels Flachbett-Siebdruck und anschließender Sinterung. Dieser Prozess bietet eine große geometrische Gestaltungsfreiheit für das Blechdesign, ermöglicht eine breite Legierungsauswahl entsprechend der spezifischen Anforderungen und führt durch endkonturnahe Herstellung zu einem hohen Materialausnutzungsgrad. Der Gesamtprozess wird ausgehend vom Eisenpulver bis zum gesinterten Magnetblech ganzheitlich betrachtet und geeignete Materialien und Prozessparameter systematisch untersucht.