Der Edelstahl-, Elektro- und Spezialstahlhersteller Aperam hat ein neues Produktionsverfahren vorgestellt, das die Herstellung von Komponenten für Hochleistungs-Elektromotoren grundlegend verändert. Mit der sogenannten „Slinky“-Technologie lassen sich Statoren und Rotoren aus Eisen-Kobalt-Legierungen (FeCo) erstmals über ein in-plane-helikales Wickelverfahren fertigen.
Das Verfahren ist in der Elektrobandindustrie grundsätzlich bekannt, galt für Eisen-Kobalt-Legierungen bislang jedoch als kaum umsetzbar. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch außergewöhnliche magnetische Eigenschaften aus, gelten aber als schwer umformbar. Aperam ist es nun gelungen, das Verfahren auf FeCo-Legierungen zu übertragen und damit neue konstruktive Freiheiten zu eröffnen.
Im Unterschied zur klassischen Stanztechnik, bei der Bauteile aus Blechtafeln herausgelöst werden und hohe Verschnittraten entstehen, werden beim „Slinky“-Verfahren kontinuierliche Metallstreifen linear gestanzt und anschließend helikal gebogen. Der Materialausschuss reduziert sich dadurch auf etwa 10 bis 30 Prozent, während herkömmliche Verfahren bis zu 70 Prozent des Materials verlieren können.
Zum Einsatz kommen Eisen-Kobalt-Legierungen aus der AFK-Werkstofffamilie von Aperam, darunter IMPHY® AFK1, AFK18 und AFK502R. Diese Legierungen werden bereits in der Luftfahrt eingesetzt und bieten die höchste bekannte Sättigungsinduktion unter magnetischen Werkstoffen. Durch Weiterentwicklungen der mechanischen Eigenschaften, die bereits patentiert sind, lassen sich die Materialien nun auch für das neue Umformverfahren nutzen. Rotoren und Statoren können dadurch in variablen Durchmessern und jeweils aus einem einzigen Bauteil gefertigt werden.
Nach Angaben von Aperam ermöglicht die Kombination aus Werkstoff und Verfahren deutliche Leistungssteigerungen bei Elektromotoren. Für Anwendungen in der elektrischen Luftfahrt, bei eVTOL-Konzepten oder im Hochleistungs-Automobilbereich ergeben sich höhere Leistungsdichten, gesteigerte Drehmomente und kompaktere Bauformen. Gleichzeitig sinkt der Materialeinsatz bei gleichbleibender oder verbesserter Effizienz.
Die industrielle Umsetzung erfolgt an den französischen Standorten Imphy und Amilly, wobei insbesondere das Werk in Amilly auf die Serienfertigung präzisionsgeformter Motorkomponenten ausgelegt ist. Die Einführung der „Slinky“-Technologie ist Teil einer umfassenderen Strategie, mit der Aperam sein Geschäft im Bereich hochlegierter und wertschöpfungsintensiver Materialien ausbaut. Dazu zählen auch jüngste Investitionen in neue Warmwalz-, Richt- und Schneidanlagen sowie die internationale Expansion im Bereich Speziallegierungen.
Mit dem neuen Verfahren adressiert Aperam insbesondere Anwendungen, bei denen hohe magnetische Leistungsfähigkeit, Materialeffizienz und Gewichtsreduktion eine zentrale Rolle spielen – Faktoren, die auch für viele Anwender in der Edelstahl- und Spezialstahlbranche zunehmend an Bedeutung gewinnen.