Yazar: Jessica Schober, Dmitry Badyukov, Malte Hemmerich,Novanta Uygulama Laboratuvarı
Saç tokaları, elektrik motorları ve jeneratörler için statorların üretiminde hayati bir rol oynar. Saç tokası, yuvarlak ve esnek yalıtımlı bakır tellere kıyasla daha yüksek yuva doldurma oranı ve motor verimliliği avantajlarına sahip olan, organik bir yalıtım katmanıyla kaplanmış dikdörtgen bir bakır teldir. Bununla birlikte, firkete bobini nispeten kalın olduğundan, geleneksel sarma teknolojisi ve yalıtım malzemelerinin soyulması açısından zorluklar oluşturmaktadır. Ek olarak, stator montajından sonra saç tokalarının takılması için kapsamlı kaynak çalışması gerekmektedir.
Firkete uçlarının verimli ve kaliteli lehimlenmesi için bakır tel yüzeyinin temiz ve kalıntılardan arındırılmış olması gerekir. Firkete yüzeyinin temizliği kaynak kalitesini ve motorun genel performansını doğrudan etkiler. Bu nedenle, firkete üretim sürecinde çok önemli bir işlemin kullanılması gerekir - dikdörtgen bakır profil üzerindeki izolasyon veya porselen malzemenin çıkarılması için firkete yalıtım katmanının soyulması. Novanta, saç tokası yalıtım sıyırma işleminde birçok endüstri lideriyle birlikte çalışmaktadır. Uygulama gereksinimleri tipik olarak, yaklaşık 3 mm x 1,5 mm ölçülerindeki dikdörtgen bir bakır profilin dört kenarından da yaklaşık 30 mm sıyırma ve saç tokası izolasyonunu içerir. Sıyırma işleminin kısa bir işlem döngüsü içinde, genellikle 1,5 saniyeden kısa sürede tamamlanması gerekir.
Malzeme ve dalga boyu
Saç tokası yalıtımı için en iyi yöntemi belirlemek amacıylasıyırmaBu süreçte, piyasada bulunan endüstriyel lazer dalga boyları için malzemenin ve onun absorpsiyon spektrumunun derinlemesine bir analizi gerekliydi. Saç tokalarında yaygın olarak kullanılan yalıtım malzemeleri arasında saf bakır bazlı poliamid (PA), polieter (PE) ve poliimid (PI) gibi organik kompozitler bulunur. Bu işlemin amacı, alt tabakaya zarar gelmemesini sağlayarak organik yalıtım katmanının tamamını etkili bir şekilde çıkarmaktır.
Analiz yoluyla, organik yalıtım katmanının uzak kızılötesi spektrum içinde daha uzun dalga boylarında önemli emme özellikleri sergilediğini bulduk. Bu nedenle CO₂ lazerlerin en iyi çözüm olduğuna inanıyoruz.bakır tellerden izolasyonun çıkarılması. Synrad CO₂ lazerlerimiz 9,3μm, 10,2μm ve 10,6μm dalga boyu seçenekleriyle mevcuttur ve farklı yalıtım malzemelerinin absorpsiyon eğrileriyle tutarlı çeşitli spektral aralıklar sağlar. Ek olarak, bu lazerler saf bakır yüzeyler üzerinde yüksek yansıtma özelliği göstererek, yalıtım katmanlarının etkili bir şekilde çıkarılmasını sağlarken renk bozulması veya yüzey değişikliği riskini en aza indirir.
CO₂ lazerler çoğu yalıtım malzemesini etkili bir şekilde çıkarabilse de, yansıtıcı bakır yüzeyinde 1-2μm kalınlığında ince bir kalıntı kalabilir ve bu, tek başına uzak kızılötesi radyasyonla etkili bir şekilde giderilemez. Bu nedenle, ikinci işlem adımında bu kalıntı katmanın tamamen ortadan kaldırılmasını sağlamak için düşük güçlü bir nanosaniye fiber lazer kullanıyoruz. Fiber lazer, alt tabakada daha iyi emme özelliklerine sahiptir ve bakır yüzeyini aşırı ısınmadan ve yüzey modifikasyonundan korurken kapsamlı bir eksfoliasyona olanak tanır.
Yalıtım katmanını kaldırmak için birden fazla kısa atımlı lazer veya tek, daha güçlü bir fiber lazer kullanan lazer ablasyon gibi alternatif yöntemler mevcut olsa da, iki aşamalı sürecimiz etkinlik, kalite ve işlem hızı açısından olağanüstü avantajlar sunar.
Birincisinin fiili ablasyon prosesi genellikle hız gerekliliklerini karşılayamaz ve yalıtım malzemesi ile alt tabaka arasında ayrım yapamaz; Öte yandan, daha güçlü tek bir fiber lazerin kullanılması, alt tabakada daha ciddi termal hasara ve yüzey değişikliğine neden olacaktır.
Ek olarak, her iki alternatif de lazer kaynağına daha yüksek bir yatırım gerektirir; bu nedenle, iki aşamalı yöntem, saç tokası yalıtım sıyırma işlemi için ideal bir çözüm olmayı sürdürerek verimlilik, kalite ve maliyet etkinliği arasında iyi bir denge sağlar.
