레이저 Pas de Deux, EV 모터 용접을 한 단계 끌어올리다
밀폐형 CO2와 UV 고체 레이저를 결합하면 대량 EV 모터 생산에 필요한 고품질로 비용 효율적인 헤어핀 박리 및 세척이 가능합니다.
2025년 2월 12일 작성자:일관적인
EV 제조업체는 운영을 최적화하고 비용을 절감하는 동시에 품질을 개선해야 한다는 압력을 점점 더 받고 있습니다. 이러한 노력은 특히 총 소유 비용(TCO) 민감도가 높고 ICE 차량이 여전히 널리 퍼져 있는 대량 시장에서 EV 시장 점유율을 확대하는 데 매우 중요합니다.
용접된 머리핀의 예.
EV 엔진 또는 모터 생산의 경우 한 가지 기회는 모터 신뢰성과 성능에 중요한 프로세스인 헤어핀 용접을 최적화하는 데 있습니다. 기존의 기계식 스트리핑 방법은 부족한 경우가 많아 표면 손상, 공구 마모, 생산 지연 등의 공정 비효율성을 초래하여 비용을 증가시키고 공정 신뢰성에 영향을 미칩니다.
레이저 스트리핑 및 클리닝은 기계적 스트리핑의 한계를 극복하는 동시에 더 낮은 전체 비용으로 뛰어난 결과를 제공할 수 있는 혁신적인 대안을 제공합니다. 여기에서는 UV 레이저와 함께 CO2를 활용하여 깨끗하고 용접 가능한 헤어핀을 생산하는 바카라 카지노의 혁신적인 2단계 프로세스에 대해 설명합니다. 여기에 제시된 데이터는 이러한 접근 방식이 EV 제조업체에 우수한 품질의 용접을 달성할 수 있는 비용 효율적인 방법을 제공한다는 것을 보여줍니다.
머리핀 장애물
EV 모터의 권선은 일반적으로 개별 구리선으로 구성됩니다. 이들은 "U"자 모양(따라서 "헤어핀"이라고도 함)으로 구부러진 다음 어셈블리에 배치됩니다. 다음으로 인접한 각 머리핀의 끝을 이웃 머리핀과 용접하여 전기적으로 연결하고 단일 연속 권선을 만듭니다. 더욱이, 일부 대체 설계에서는 파도 모양 패턴(파도 권선 또는 S 권선으로 알려짐)으로 형성된 연속 플랫 와이어를 사용하고 용접되기 전에 고정자 슬롯에 삽입됩니다.
바카라 카지노의 ARM 파이버 레이저 HIGHmotion 2D 스캐너를 사용하여 레이저 용접되는 헤어핀 쌍의 예.
권선은 모든 전기 모터에서 절연되어 있습니다. 헤어핀 모터의 경우 소형 설계와 전기 자동차의 일반적인 고전압 요구 사항을 수용하려면 절연체가 더 두껍고 견고해야 합니다.
용접하기 전에 각 머리핀의 양쪽 끝에서 소량의 이 절연체를 제거해야 합니다. 이는 고품질 전기 및 기계 연결을 보장하는 데 중요합니다.
전통적으로 이 작업은 주로 기계적 방법을 사용하여 수행되었으며 IR(1um) 펄스 레이저를 사용하는 단일 단계 레이저 공정도 사용되었습니다. 기계적 스트리핑에는 절단 도구를 사용하여 와이어 표면에 직접 접촉하여 절연체를 긁어내는 작업이 포함됩니다. 이러한 접근 방식은 수년 동안 표준이었지만 빠르게 변화하는 전기 자동차(EV) 생산 세계에서는 심각한 과제를 제시합니다.
예를 들어, 기계적 스트립핑에 필요한 물리적 접촉은 핀에서 구리 층을 제거하여 질감 표면을 남기고 핀 사이에 틈과 부품 맞춤 문제를 발생시켜 용접의 무결성과 일관성을 손상시킵니다. 또한 기계 도구는 마모로 인해 프로세스 불일치, 빈번한 유지 관리, 계획되지 않은 가동 중지 시간 및 생산 중단 가능성이 발생합니다. 이러한 문제는 EV 제조의 대량 수요를 따라잡는 데 어려움을 겪는 느린 프로세스 속도로 인해 더욱 악화됩니다.
2단계 레이저 스트리핑은 위의 절단입니다
레이저는 단열재 제거를 포함하여 광범위한 응용 분야에서 재료 제거에 사용됩니다. 이러한 맥락에서 레이저 가공의 이점은 다음과 같습니다.
- 더 나은 용접 품질:구리선 손상 없이 전체 절연체를 제거하면 최적의 용접 품질을 위한 깨끗한 표면이 보장됩니다.
- 유지보수 및 장비 가동 중지 시간 감소:도구 마모가 없고 기계 걸림 가능성이 제거되어 중단 없는 생산 흐름이 제공됩니다.
- 처리량 증가:와이어가 공급되는 동안 연속적인 스트리핑은 생산 효율성을 향상시킵니다.
- 향상된 일관성:마모나 접촉이 없으면 레이저 공정이 안정적이고 재현 가능합니다.
레이저 가공이 공정 개선을 제공할 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 하지만 진짜 질문은 "어떤 레이저가 가장 좋은 레이저인가?"입니다. 즉, 이 프로세스를 수행할 수 있는 수많은 레이저 소스 및 구현 중에서 대량 EV 모터 생산 응용 분야에 대한 품질, 속도 및 비용 간의 최상의 균형을 제공하는 것은 무엇입니까?
레이저 공정 최적화
바카라 카지노는 거의 모든 유형의 산업용 레이저를 제공하는 선도적인 공급업체로서 특정 기술에 대한 본질적인 선호 없이 이 응용 분야를 객관적으로 조사할 수 있는 독보적인 위치에 있습니다.
사실, 우리는 머리핀 제거에 가장 적합한 레이저를 찾지 못했습니다. 대신 당사의 응용 엔지니어들은 최적화된 코팅 제거를 달성하기 위해 2개의 레이저 공정을 개발했습니다. 이 접근 방식은 오늘날 가장 비용 효율적인 방식으로 최고의 용접 전 표면 품질을 고객에게 제공합니다. 2단계 레이저 공정을 조사한 주요 동기는 단일 단계 레이저 스트리핑 공정의 문제를 극복하는 것이었습니다.
단일 단계 레이저 가공은 코팅과 밑에 있는 구리의 흡수 사이의 절충안입니다. 파이버 레이저의 1μm에 가까운 IR 파장은 코팅에 쉽게 흡수되지 않아 경계면에서 가열되고 코팅이 벗겨져 공기 중 입자로 생성됩니다. 입자는 핀의 청결도에 영향을 미치는 들어오는 레이저 빔을 방해할 수 있으며 시스템에 갇혀 장비 청소가 자주 중단될 수 있습니다. 또한, 파이버 레이저의 침투된 IR 빔은 구리 표면에서 폴리머 잔류물을 완전히 제거할 수 없습니다. 이는 구리 와이어의 표면을 녹여 수소 및 탄소와 같은 절연체 폴리머의 구성 요소를 노출시킬 수 있습니다. 이는 표면을 오염시켜 후속 용접 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.
바카라 카지노 2단계 레이저 기반 헤어핀 준비 과정에는 다음이 포함됩니다.
- 대량 스트리핑:절연체의 대부분은 중간 출력 CO2 레이저를 사용하여 신속하게 제거됩니다. 이러한 유형의 레이저는 처리량이 높은 비금속 재료 제거에 이상적입니다.
- 최종 청소:펄스형, 저전력, 나노초, UV 고체 레이저를 사용하여 절연 잔여물을 제거합니다. 이는 용접을 위한 깨끗한 표면을 제공합니다. UV 고체 레이저의 단파장은 고정밀 재료 가공에 탁월하며 특히 폴리머, 기타 유기 재료 및 구리를 포함한 광범위한 재료를 제거하는 데 효과적입니다.
대량 스트리핑 단계의 경우,일관된 J-5-10.6 µm레이저는 이상적인 소스임이 입증되었습니다. 헤어핀 절연에 사용되는 다양한 재료(폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에스테르, 폴리에스테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르에테르케톤, 에폭시 수지 및 다양한 불소중합체 포함)가 있지만 모두 이 레이저의 10.6μm 출력 파장을 강력하게 흡수합니다. 그리고 이러한 모든 재료의 흡수율은 9.4μm 및 10.2μm와 같이 우리가 제공하는 다른 CO2 레이저 파장보다 10.6μm에서 더 높습니다.
바카라 카지노 J-5-10.6 µm은 또한 바람직한 실용적인 특성을 가지고 있습니다. 이는 400W 이상의 평균 출력을 생성하는 완전히 밀봉된 펄스형 CO2 레이저로, 높은 처리량의 스트리핑을 수행할 수 있습니다. 또한 자동화 장비에 통합하는 데 이상적인 독립형 소형 패키지입니다.
마지막 청소 단계에서는아비아 LX 355-30-60 HE은 출력 매개변수의 올바른 조합을 보여줍니다. 이는 355nm에서 평균 전력 30W를 출력하는 주파수 3배, 다이오드 펌프 고체 레이저입니다. 가장 중요한 점은 최대 300kHz의 반복률과 500μJ의 높은 펄스 에너지에서 작동을 지원한다는 것입니다. 이를 통해 이 애플리케이션에 필요한 속도로 고정밀 절제가 가능합니다.
Avia LX 355-30-60 HE는 또한 쉽게 통합되도록 설계되었습니다. 또한 바카라 카지노 PureUV™ 능동형 레이저 클리닝 엔진이 통합되어 탁월한 수명과 유지 관리가 필요 없는 작동을 제공합니다.
용접 결과
응용 연구실에서는 방금 설명한 2단계 조합에 도달하기 전에 다양한 프로세스를 조사했습니다. CO2, 나노초 펄스 IR 파이버 레이저, 나노초 UV 레이저를 포함한 다양한 레이저를 단독으로 또는 조합하여 검사했습니다. 절연 헤어핀 처리 결과를 자세히 분석하고 가장 유망한 소스가 식별되면 특정 프로세스 매개변수가 최적화되었습니다.
테스트의 일환으로 X선 광전자 분광법(XPS)을 사용하여 표면 화학을 분석하여 오염 물질을 특성화하고 정량화했습니다. 여기서 우리는 2단계 레이저 스트리핑 공정(CO2와 UV 레이저 결합)이 레이저 용접 전에 구리 표면에서 모든 잔류 원소를 제거하는 가장 효과적인 수단이라는 것을 발견했습니다.
이 사진 시리즈는 CO₂, ns IR 섬유(FL) 및 ns UV 고체 레이저를 사용하는 다양한 제거 기술을 비교합니다. 사진의 윗줄은 단열재가 폴리아미드(PA)이고, 아랫줄은 단열재가 폴리에테르에테르케톤(PEEK)이었습니다. 순전히 육안으로만 검사해도 두 경우 모두 CO₂ + UV 레이저 조합이 가장 잘 나타나는 것으로 나타났습니다. 이는 실제 용접 시험을 통해 확인됐다.
물론 가장 중요한 측정 기준은 코팅 제거 공정 후에 얻은 용접 품질입니다. 다음 그래픽은 용접된 헤어핀의 일련의 X선 이미지를 보여줍니다. 이는 2단계(CO₂ + UV 레이저) 공정이 궁극적으로 우수한 용접을 생성한다는 것을 보여줍니다. 2단계 CO2 + UV 레이저 스트리핑은 용접 전에 표면의 폴리머 잔류물을 제거하여 용접 다공성을 최소화합니다. 폴리머 잔류물에는 액체 상태로 용융 금속 풀에 들어갈 수 있는 수소, 탄소 및 기타 유기 성분이 포함되어 있으며 용접 응고 과정에서 다공성을 형성하는 것으로 알려져 있습니다. 다공성은 용접의 기계적, 전기적 성능에 영향을 미칩니다.
세 가지 제거 전략을 사용한 용접 비드의 X선 이미지. CO₂ + UV 고체 레이저는 최고의 용접 품질(가장 낮은 다공성 함량)을 확실히 보여줍니다.
