Header Abisolieren von Kupferlackdraht

Abisolieren von Kupferlackdraht /
Laserentlacken von Kupferdraht

Das Abisolieren bzw. Entschichten von Kupferlackdraht nimmt heute bereits einen hohen Stellenwert in der Fertigung von E-Antrieben ein und die Nachfrage steigt exponentiell. Hier sind aufgrund der Vielfalt von Lacktypen und Drahtgeometrien innovative Laserlösungen gefordert. Wir haben uns diesem Thema angenommen und individuelle Laserverfahren entwickelt, um Qualitätsansprüchen gerecht zu werden und individuelle Kundenanforderungen erfüllen zu können.

Im Bereich der Elektromotorenfertigung kommen vorwiegend Kupferlackdrähte mit diversen Beschichtungen aus Hochtemperaturkunststoffen wie beispielsweise Polyamidimid (PAI), Polyimid (PI) oder Polyetheretherketon (PEEK) und sogar deren Kombination zum Einsatz. Diese haben eine schützende und isolierende Wirkung, jedoch müssen diese Lackschichten beim Fügen von Hairpins und Phasen- bzw. Sternpunktdrähten durch Laserschweißen an den entsprechenden Stellen abisoliert werden, so dass eine reine Kupferverbindung ohne störende Einflüsse von Fremdpartikeln gewährleistet ist. Ähnlich verhält sich dies bei Kupferdrähten mit Backlack-Beschichtungen. Diese Varianten kommen vorwiegend bei kleinen Motoren oder Sensoren zum Einsatz und werden häufig zur Kontaktierung an den Enden gelötet.


Technische Information zum Laserentlacken von Kupferdraht

Mit welcher Technik wird beim Abisolieren von Kupferlackdraht gearbeitet?
Beim Entschichten von Kupferlack- oder Backlackdrähten gibt es grundsätzlich zwei Techniken. Immer ist jedoch ein Lasersystem in Kombination mit einem Laserscansystem im Einsatz, um eine flächige Bearbeitung unter einer schnellen Strahlbewegung umzusetzen. Beim Entschichten mittels CO2-Laser wird ab der ersten Überfahrt der Lack verdampft. Alle Lacke in diesem Bereich zeigen eine hohe Absorption gegenüber der Wellenlänge von 10.600 nm. Bei üblichen Lackstärken werden zwei bis drei Überfahrten zur Entschichtung benötigt. Beim Entlacken mittels Faserlaser wird bei der ersten Überfahrt der Lack durch die Plasmabildung auf dem Kupfer verbrannt. Die Lacke haben für die Wellenlänge von 1.064 nm nahezu keine Apsorption und sind daher vorerst für den Laser transparent. Ab der zweiten Überfahrt, wenn der Lack dann verbrannt und meist schwarz ist, trägt auch der Faserlaser die Isolierung Schicht für Schicht ab, bis eine saubere, rückstandsfreie Oberfläche vorliegt. Je nach Laserleistung werden zwischen zwei und bis zu zehn Überfahrten benötigt.
Vorteile der Laserentlackens gegenüber anderen Techniken beim Werkstoff Kupferdraht

Ein Fügen ohne vorheriges Entfernen der Schutzschichten ist nicht möglich. Mit dem Werkzeug Laser kann man sich auf die verschiedensten Anforderungen und Geometrien schnell einstellen, ohne dabei einen Qualitätsverlust hinsichtlich der Sauberkeit der abisolierten Stellen zu befürchten. Neben dem rückstandslosen Entlacken von Kupferlackdrähten kann auch eine gezielte Rauheit der freigelegten Oberflächen eingestellt werden. Dies hilft unter anderem bei Folgeprozessen wie Laserschweißen (besseres, stabileres Einkoppelverhalten) oder Hartlöten (besseres Benetzungsverhalten). Im Vergleich zur mechanischen Entlackung hat man beim Lasersystem keinen Werkzeugverschleiß und somit immer gleich hohe Ergebnisqualität. Bei sehr dünnen Drähten wird die vorhandene Backlackschicht meist mit Salzsäure abgeätzt, was aus Umweltaspekten bedenklich ist und auch zu viel Auschuss führt, weil die dünnen Kupferdrähte ebenfalls von der Säure angegriffen werden und sich somit ihr Querschnitt mindert.

Welche Laser kommen beim Abisolieren von Kupferdrähten zum Einsatz?

Für das Abisolieren von Kupferdrähten verwenden wir unsere Faserlaser und CO2-Laser in Kombination mit Laserscansystemen und falls erforderlich entsprechendes Zusatzhandling wie Roboter und Achsportale. Mit einem CO2-Laser erreicht man vergleichsweise hohe Abtragsraten und sehr saubere Übergänge zum Lackbereich, jedoch hat diese Wellenlänge den Nachteil, dass eine sehr dünne, transparente Lack-Restschicht erhalten bleibt, welche die folgenden Fügeprozesse zumindest gefährden kann. Deshalb kommt diese Art der Entschichtung bei Kupferdrähten häufig in Kombination mit einem gepulsten Faserlaser zum Einsatz. Die Restschicht wird dann in einem zweiten Prozessschritt mit einem Faserlaser entfernt. In Summe hat man hier jedoch immer noch eine beachtlich kurze Prozesszeit. Neben der Kombination der Lasersysteme kann der Faserlaser alleine die Schichten vollständig entfernen. Der Prozess läuft dann physikalisch anders ab und hat eine geringere Abtragsrate, jedoch ist diese Lasertechnik etabliert, stabil und wirtschaftlich. Auch das Handling eines fasergeführten Laserstrahles ist deutlich einfacher und somit für komplexe Konturen oder mehrseitige Bearbeitung bestens geeignet. Für die Bearbeitung mittels CO2-Laser werden Leistungen bis 400 Watt, im Faserlaserbereich bis 200 Watt oder im High-Power Faserlaserbereich bis 1 KW eingesetzt.      

Unser Service

Unser Service

Die prozessfabrik ist auf das Thema „Entschichtung von Kupferlackdrähten“ spezialisiert. Wir können mit vorhandenen Laseranlagen und Handlingsystemen schnell auf individuelle Kundenanforderungen reagieren und das Abisolieren von Kupferlackdrähten in Dienstleistung anbieten.

Entwicklung und Produktion arbeiten bei uns Hand in Hand. Gerne begleiten wir Ihr Projekt, überprüfen die Machbarkeit und führen erste Laserversuche durch. Abgestimmt auf Ihre Anforderungen entwickeln wir individuelle Lösungsmöglichkeiten für Ihre Anwendung und machen Ihren Laserprozess produktionsreif. Unsere pfB-Methode garantiert Ihnen einen konsequenten Ablauf für die erfolgreiche Umsetzung Ihres Projekts und ermöglicht Ihnen zeitgleich individuelle Optionen.

So können wir zum Beispiel Ihren Laserprozess erfolgreich integrieren oder Ihnen mit unserer eigenen Laserfabrik einen starken und zuverlässigen Produktionspartner für eine Lohnfertigung zur Seite stellen.  Starten Sie mit Ihrer individuellen Projekt- oder Produktionsanfrage.


Abisolieren von Kupferlackdraht / Laserentlacken von Kupferdraht in der Praxis

Hairpins laserabisoliert / laserentlackt

In der Abbildung sehen Sie abisolierte Kupferdrähte für den Stator eines Elektromotors im Automotive-Bereich. Die Bauteile wurden in unserer Produktion teilautomatisiert mittels Roboterhandling entschichtet.

Die Hairpins wurden nach dem Biegeschritt 3 bei uns zur Bearbeitung angeliefert, was die Komplexität nochmals deutlich erhöht, da die zu entschichtenden Flächen dreidimensional im Raum unter dem Laser positioniert werden mussten.

  • Hairpins entlackt
  • Hairpins laserentlackt
  • Hairpins lackabtrag mit Laser
  • Hairpins Lackentfernung Laser
  • Abisolierte Hairpins
    Schaltringe abisoliertSchaltringe abisoliert

    Schaltringe laserabisoliert / laserentlackt

    Die Abbildung zeigt einen Ausschnitt von entschichteten Bereichen an sogenannten Schaltringen. An die entschichteten Stellen werden später Spulen angelötet oder geschweißt. Diese Ringe kommen bei Hybridantrieben zum Einsatz.

    Kupfer laserentlacktKupfer laserentlackt

    Stator-Pins laserabisoliert / laserentlackt

    Hier sehen Sie laserabisolierte i-Pins für den Elektromotorenbau im Automotive-Bereich. Die Pins bestehen aus Kupfer und sind mit einer PEEK-Beschichtung isoliert. Für die weiteren Verarbeitungsschritte müssen die Pins vom Ende her definiert entschichtet werden. Beschichtungen aus PEEK sind sehr widerstandsfähig und auch mittels Laser nicht ohne weiteres gut zu entfernen. Wir haben uns daher entsprechende Lösungen erarbeitet und können das Laserentlacken in Dienstleistung wirtschaftlich und mit hoher Präzision und Qualität bearbeiten.

    Weitere Anwendungen

    Lackabtrag mit Laser bei Kunststoffen

    Lackabtrag mit Laser bei Kunststoffen


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    Direktkontakt: per Mail unter Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! oder telefonisch unter +49 (0) 9431 999 11 20

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