Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen hat in zahlreichen Gesprächen mit Akteuren aus unterschiedlichen Bereichen der Elektromotor-Branche eine übergreifende Unsicherheit mit Blick auf den industriellen Hochlauf festgestellt. Auch sei der Bedarf für das Testing innovativer Technologien gestiegen, für die es häufig keine geeigneten Kapazitäten gebe. Dieses Fazit zieht die RWTH-Einrichtung aus ihrer Teilnahme an der internationalen „Coiltech“-Fachmesse für Materialien und Maschinen zur Entwicklung, Herstellung und Wartung von E-Motoren in Augsburg.
Technologische Entwicklung ohne klare Standards
„Die Unternehmen blicken mit großer Sorge auf die Frage, wann das Volumen wieder steigt und endlich mehr Kapazitäten aufgebaut werden können“, sagt PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Für diesen Fall beschäftige die Branche zudem, wie der deutsche und europäische Markt sich im Wettbewerb mit der Konkurrenz aus Asien behaupten könne. Unterdessen mangele es nicht an technologischen Neuerungen aus deutschen Unternehmen. „In sämtlichen Bereichen entstehen Innovationen, die ihre Daseinsberechtigung haben“, sagt Michael Nankemann, Leiter der PEM-Forschungsgruppe „Electric Drive Production“. An vielen Stellen müssten Unternehmen daher jenseits bestehender Normen und Standards agieren, um in technologischer Hinsicht international konkurrenzfähig sein zu können. In Kombination mit unklaren Volumina erschwere dies die strategische Ausrichtung.
Kampker zufolge ist ein neuer Ansatz zur Ermittlung „richtiger Spezifikationen“ in der Entwicklung und der Produktion nicht nur von Elektromotoren notwendig, um künftig Zeit und Aufwand zu sparen, die Qualität zu erhalten und dadurch die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen zu wahren. In diesem Zusammenhang seien zahlreiche Unternehmen – von Drahtherstellern über Blechproduzenten bis hin zu OEMs – auf der Suche nach Testing-Optionen, die das Überprüfen und Validieren neuer Fertigungsverfahren und Produkte erlauben, worauf übliche Tests nicht ausgerichtet seien. Warte man hingegen auf die Standardisierung bestimmter Prüfverfahren, verstreiche wertvolle Zeit, in welcher der Weltmarkt längst fortschreite.
Neue Belastungen erfordern neue Prüfmethoden
Aktuelle Trends und Anforderungen wie erhöhte Spannungslevel, vermindertes Gewicht und reduzierte Kosten führten zu einem steigenden Druck auf die Entwicklung von E-Motor-Komponenten. „Außerdem üben produktspezifische Herstellungsprozesse oft Belastungen auf das Material aus, die von standardmäßigen Testverfahren nicht ausreichend berücksichtigt werden können“, sagt Kampker. Exemplarisch dafür stünden die Drähte sogenannter Hairpin-Statoren, bei denen Umformprozesse in der Produktion eine entscheidende Rolle spielen. Die mechanischen Kräfte beim Biegen der Hairpins beanspruchten die Isolation in hohem Maße und erzeugten dadurch Risiken, die die elektrischen Eigenschaften der E-Motor-Komponente „Stator“ beeinträchtigen können. Die RWTH-Institution habe daher umfangreiche Testing-Optionen jenseits der üblichen Dimensionen eingerichtet.
