Аутор: Џесика Шобер, Дмитриј Бадјуков, Малте Хемерих,Лабораторија за апликације Нованта
Укоснице играју виталну улогу у производњи статора за електромоторе и генераторе. Укосница је правоугаона бакарна жица пресвучена органским изолационим слојем, која има предности веће брзине пуњења прореза и ефикасности мотора у поређењу са округлим и флексибилним изолованим бакарним жицама. Међутим, намотај укоснице је релативно дебео, што представља изазов за традиционалну технологију намотавања и скидање изолационих материјала. Поред тога, потребно је опсежно заваривање за причвршћивање укосница након монтаже статора.
Да би се постигло ефикасно и квалитетно лемљење крајева укосница, површина бакарне жице мора бити чиста и без остатака. Чистоћа површине укоснице директно утиче на квалитет заваривања и укупне перформансе мотора. Због тога је у процесу производње укосница потребно користити веома важан процес - скидање изолационог слоја укоснице да би се уклонила изолација или порцелански материјал са правоугаоног бакарног профила. Нованта сарађује са многим лидерима у индустрији у процесу скидања изолације. Захтеви за примену обично укључују скидање приближно 30 мм са све четири стране правоугаоног бакарног профила димензија приближно 3 мм к 1,5 мм и изолацију укоснице. Процес скидања треба да се заврши у кратком циклусу обраде, обично мање од 1,5 секунди.
Материјал и таласна дужина
Да би се одредио најбољи метод за изолацију укосницастрипингпроцеса, била је неопходна детаљна анализа материјала и његовог апсорпционог спектра за индустријске ласерске таласне дужине доступне на тржишту. Обично коришћени изолациони материјали у укосницама укључују органске композите као што су полиамид (ПА), полиетар (ПЕ) и полиимид (ПИ), на бази чистог бакра. Циљ овог процеса је ефикасно уклањање целог органског изолационог слоја, а да притом не дође до оштећења подлоге.
Анализом смо открили да органски изолациони слој показује значајна својства апсорпције на дужим таласним дужинама унутар далеког инфрацрвеног спектра. Стога верујемо да су ЦО₂ ласери најбоље решење заскидање изолације са бакарних жица. Наши Синрад ЦО₂ ласери су доступни у опцијама таласних дужина од 9,3 μм, 10,2 μм и 10,6 μм, обезбеђујући различите спектралне опсеге у складу са апсорпционим кривама различитих изолационих материјала. Поред тога, ови ласери показују високу рефлексивност на подлогама од чистог бакра, обезбеђујући ефикасно уклањање изолационих слојева док минимизирају ризик од промене боје или модификације површине.
Иако ЦО₂ ласери могу ефикасно да уклоне већину изолационих материјала, танак остатак од 1-2 μм дебљине може остати на рефлектујућој бакарној површини, који се не може ефикасно уклонити само инфрацрвеним зрачењем. Због тога користимо наносекундни ласер са влакнима мале снаге у другом кораку процеса како бисмо осигурали потпуно уклањање овог заосталог слоја. Ласер са влакнима има боља својства апсорпције у подлози, омогућавајући темељно пилинг, а истовремено штити површину бакра од претераног загревања и модификације површине.
Док су алтернативне методе као што је ласерска аблација помоћу више ласера кратког импулса или једног, снажнијег ласера са влакнима доступне за уклањање изолационог слоја, наш процес у два корака нуди изванредне предности у погледу ефикасности, квалитета и брзине обраде.
Стварни процес аблације првог обично не може да испуни захтеве брзине и не може да направи разлику између изолационог материјала и подлоге; с друге стране, коришћење једног јачег ласера са влакнима ће донети озбиљније термичко оштећење и модификацију површине на подлози.
Поред тога, обе алтернативе захтевају веће улагање у ласерски извор, тако да метода у два корака остаје идеално решење за процес скидања изолације укосницама, постижући добар баланс између ефикасности, квалитета и исплативости.
