ECM Technologie für E-Bike-Antriebe

Auf dem Technologietag bei EMAG ECM am 29.11.2018 in Gaildorf, erhalten die Besucher einen Einblick über die Möglichkeiten der Elektrochemischen Metallbearbeitung, u.a. auch für Anwendungen aus der E-Mobilität.

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Die Technologie wird komplexer, gleichzeitig steigen die Stückzahlen rasant an. So ließe sich die Entwicklung auf dem E-Bike-Markt zusammenfassen. Einige Produktneuheiten erinnern sogar an den Automobilbau: So erscheinen in diesem Jahr erste ABS-Systeme und Automatikgetriebe für E-Bikes. Ein weiteres Ziel   der Entwickler ist die Etablierung von zunehmend kleineren und leichteren E-Antrieben – und das bei wachsenden Qualitätsanforderungen. Dass vor diesem Hintergrund die zunehmend großvolumige Produktion zentraler Antriebskomponenten in den Fokus der Verantwortlichen rückt, zeigt ein neues Anwendungsbeispiel der Elektrochemischen Metallbearbeitung (ECM) bei einem Bike-Zulieferunternehmen. Zum Einsatz kommt eine CI-Maschine von EMAG ECM, mit der die Herstellung einer dünnwandigen E-Bike-Antriebswelle schnell, präzise und kostengünstig erfolgt. Ein entscheidendes Erfolgskriterium ist die individuelle Konfiguration der Maschine durch die ECM-Experten von EMAG.

Die hohe Standzeit der eingesetzten Werkzeugkathoden sorgt für sinkende Kosten. Hier z.B. beim ECM-Bohren.

720.000 E-Bikes wurden alleine in Deutschland im letzten Jahr laut Zweirad-Industrie-Verband (ZIV) verkauft – ein Zuwachs von 19 Prozent.   In ganz Europa steigen die Stückzahlen in ähnlicher Größenordnung an.  Experten gehen davon aus, dass mittelfristig jedes zweite verkaufte Fahrrad einen Elektroantrieb aufweist. Was bedeutet diese Entwicklung für die Produktion? Eine eindrucksvolle Antwort auf diese Frage geben aktuell die Planer eines Zulieferunternehmens: Bei der Produktion einer zentralen Antriebswelle setzen sie auf die Elektrochemische Metallbearbeitung von EMAG ECM – ein Verfahren, das in der Aviation-Industrie, dem Nutzfahrzeug- und Pkw-Bau bereits häufig zum Einsatz kommt.

Hier sorgt es für die effiziente Herstellung von komplexen Bauteilen mit hohen Qualitätsanforderungen – und genau diese Kriterien zeichnen auch die E-Bike-Welle aus. Sie weist eine kleine Außenverzahnung sowie eine Querbohrung auf und ist sehr dünnwandig konstruiert. Erschwerend kommt hinzu, dass der Bohr- sowie ein zusätzlicher Räumprozess am gehärteten Bauteil erfolgen müssen – und das natürlich ohne jeden Verzug. Speziell dafür entwickelten die Spezialisten von EMAG ECM mit Sitz in Gaildorf bei Schwäbisch Hall eine passgenaue Produktionslösung. Zum Einsatz kommt eine CI-Maschine, in der das geforderte ECM-Bohren und ECM-Räumen hintereinander ablaufen. Während des Prozesses fließt zwischen dem Werkstück (der positiven Anode) und dem Werkzeug (der negativen Kathode) eine Elektrolytlösung. Dabei lösen sich Metall-Ionen vom Werkstück ab. Die Materialhärte hat keinen Einfluss auf Vorschub oder Präzision. „Das Verfahren erfolgt komplett berührungslos“, erklärt Daniel Plattner vom Technischen Vertrieb bei EMAG ECM. „Die hohe Standzeit der Werkzeugkathode sorgt für sinkende Kosten in der Produktion.“  Zusätzlich ist es wichtig, dass Oberflächen mit maximaler Güte entstehen – weitere Entgratprozesse entfallen bei dem spanlosen Verfahren. Zudem entstehen während des ECM-Bohrens auch keine Grate oder Bohrkappen.

Gutes Preis-Leistungs-Verhältnis

Bei der Produktion der E-Bike-Welle kommt ein Werkzeugsystem zum Einsatz, mit denen fünf E-Bike-Wellen parallel fertiggestellt werden.

Von großer Bedeutung bei der Etablierung dieser Technologie ist das Know-how des beteiligten Maschinenbaus. EMAG ECM setzt auf ein modulares Konzept, bei dem Generatortechnik, Elektrolyt-Management-System, Werkzeuge und Automation individuell konfiguriert werden. So kommt bei der Produktion der E-Bike-Welle ein Werkzeugsystem mit fünf aktiven Kathoden zum Einsatz, mit denen fünf E-Bike-Wellen parallel fertiggestellt werden. Ein weiterer Pluspunkt für den Anwender ist das gute Preis-Leistungs-Verhältnis der eingesetzten CI-Maschinenreihe.

Außerdem sparen Anwender teure Aufstellfläche ein, weil die Technologie einen kleinen Footprint von nur rund 5,5 Quadratmetern inklusive Filtration aufweist. Dafür haben die Ingenieure den Grundaufbau der Maschine sowie die Größe von Schaltschrank und des Elektrolytmanagementsystems optimiert. Nicht zuletzt ist die Technologie sehr flexibel. So kann zum Beispiel die Taktzeit durch skalierbare Vorrichtungen verändert, eine Aufrüstung zur Vollautomation durchgeführt oder die Maschine mit weiteren EMAG-Maschinen verkettet werden. Anwender verfügen über eine in jeder Hinsicht zukunftssichere Lösung.

CI-Maschine von EMAG ECM: Die gratfreie und spanlose Bearbeitung der E-Bike-Welle erfolgt auf einer Fläche von nur 5,5 Quadratmetern.

Im Fokus der E-Mobilitäts-Branche

Insgesamt weist die Elektrochemische Metallbearbeitung einen zunehmenden Markterfolg auf. Gerade ihre Prozesssicherheit spielt dabei eine entscheidende Rolle, denn beim Räumen, Bohren sowie Entgraten per ECM ist eine gleichbleibend hohe Qualität garantiert – auch bei gehärteten Bauteilen. „Vor diesen Hintergrund haben wir gerade aus der E-Mobilität-Branche zahlreiche Anfragen vorliegen“, sagt Daniel Plattner. „Angesichts der wachsenden Stückzahlen rückt unsere prozesssichere Technologie immer stärker in den Fokus.“

 

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www.emag.com