eCarTec 2012: Wieland präsentiert Kupferlegierungen für E-Mobility-Komponenten
eCarTec, Messe München, 23. bis 25.10.2012, Halle B1, Stand 408
Zum zweiten Mal präsentiert die Ulmer Wieland-Werke AG ihre Kupferlegierungen und Halbfabrikate auf der eCarTec in München. Mit diversen Hochleistungslegierungen bietet Wieland vielfältige technische Lösungen für neue Anwendungsfelder der E-Mobility. Ein Produkt-Highlight auf der Messe sind Stator-Ringe und Rotoren für moderne Hybrid-Motoren, die Wieland für deutsche Automobil-Zulieferer in einem innovativen Verfahren erstmals auf Kupferbasis herstellt. Im Fokus steht zudem die erweiterte "Wiconnec"-Produktfamilie – eine Werkstoffpalette, die zum Beispiel bei der Herstellung von Ladesteckern und Pins zum Einsatz kommt. Ein weiterer Schwerpunkt sind die längsnahtgeschweißten Bänder der Marke "Hybrid Strip" für gestanzte Leiterplatten, auf denen sich beispielsweise Sensoren befinden. Wieland präsentiert zudem Kupfer-Aluminium-Halbzeuge, die auf Basis eines neuartigen Verfahrens, der sogenannten Laser-Walz-Plattierung, hergestellt werden und in Batterie-Zellverbindern zur Anwendung kommen. Abgerundet wird der Messeauftritt auf der eCarTec durch die Vorstellung von Widerstandslegierungen für digitale Stromzähler und Ladestationen sowie Kühler-Bodenplatten für flüssigkeitsgekühlte Leistungselektronik. Diese Legierungen werden mit dem Verfahren des Metallpulverspritzgusses (Metal Injection Molding) auf Kupferbasis hergestellt. Mit der Ausweitung auf das Geschäftsfeld E-Mobility bietet Wieland der Automotive-Industrie nun Lösungen für sämtliche Antriebstechnologien – von Verbrennungs- über Hybrid- bis zu reinen Elektro-Motoren. Der Geschäftsbereich Gleitlager und Systembauteile präsentiert auf der eCarTec Serienbauteile für die E-Maschine hybrider Antriebsstränge. Für den Einsatz in diversen Oberklasse-Hybridfahrzeugen deutscher Pkw-Hersteller liefert Wieland Bauteile wie die Verschaltung der Einzelzahn-Kupferdrahtspulen im Stator der E-Maschine. Diese Verschaltung besteht aus Schaltringen, auf denen die jeweiligen Stromschienen für den Leitungsanschluss angeschweißt sind. Auf den Ringen werden Crimpen angebracht, die eine spätere Kontaktierung der Einzelzahn-Kupferdrahtspulen ermöglichen. Wieland erlaubt mit den Werkstoffen K14, K30 und K18 den Bau der Stator-Komponenten auf Basis von Kupferlegierungen, welche zum Teil anschließend mittels Kunststoffumspritzung elektrisch isoliert werden, damit eine Durchschlagsicherheit der Komponente realisiert werden kann. Komponenten aus Kupfer fertigt Wieland inzwischen auch für die Rotoren von Asynchron-Maschinen. Aufgrund der hohen Kosten für die Seltenen Erden, welche für die Herstellung von Permanentmagneten in Synchronmaschinen benötigt werden, sowie eine einseitige Rohstoffabhängigkeit dieser Materialien von China, sind weitere Entwicklungsschritte notwendig, um alternative E-Maschinentypen wie z.B. Asynchronmaschinen auf das Wirkungsgradniveau einer permanenterregten Synchronmaschine zu bekommen. Für die Maschinentypen der Asynchronmaschine wurden von Wieland bereits erste Prototypen von Kupferrotoren hergestellt. Die Komponenten des Rotors wie Formstab und Kurzschlussring werden durch ein spezielles Verfahren gefügt und sollen das bisher bekannte Löten von Aluminiumrotoren ablösen.
Auf der eCarTec stellt Wieland zudem seine längsnahtgeschweißten Bänder der Marke "Hybrid Strip" vor. Damit lassen sich unterschiedliche Legierungen, Dicken und Festigkeiten kombinieren. Ein Vorzug von Hybrid Strip zeigt sich dort, wo in ein und demselben Bauteil unterschiedliche Materialzustände gefragt sind – etwa bei Verbindungssteckern. Anwendungsbereiche sind zum Beispiel gestanzte Leiterplatten (SCB) für Sensoren. Eingesetzt werden diese Bänder von Wieland zudem für Strombahnen in Elektroautos. Hybrid Strip macht die Verbindung unterschiedlicher Leitfähigkeiten sowie die Kombination einer Kupferlegierung mit Stahl oder einem anderen aluminium- bzw. zinkfreien Metall möglich. Durch die verschiedenen Dicken von 0,15 bis 4,0 mm können im Zusammenspiel mit einem intelligenten Komponenten-Design Materialkosten gespart werden.
Wieland präsentiert neben Hybrid Strip einen Kupfer-Aluminium-Verbundwerkstoff, hergestellt durch ein innovatives Verfahren, dem Walzplattieren mit Laserunterstützung. Das Verfahren wurde vom Fraunhofer-Institut IWS entwickelt. Auf dieser Basis werden Bauteile hergestellt, die mittels Schweißung langzeitstabile, stoffschlüssige Verbinder von stromführenden Komponenten aus den beiden Werkstoffen darstellen. Anwendungsbereiche sind zum Beispiel Zellverbinder für Lithium-Ionen-Batterien oder Aluminiumkabel-Anschlüsse.
Ebenfalls stellt Wieland auf der eCarTec Produkte aus, die mit dem Verfahren des Metallpulverspritzgusses (MIM = Metal Injection Molding) hergestellt wurden. MIM ist eine Fertigungstechnologie zur Herstellung von endformnahen Bauteilen in großen Stückzahlen. Der Fokus von Wieland liegt auf der Herstellung komplexer Formteile, ähnlich den über Kunststoffspritzguss hergestellten, jedoch mit den Eigenschaften und Vorteilen der Kupferwerkstoffe. Anwendungsbeispiele sind Kühlplatten mit Pin-Fin-Struktur für die Flüssigkühlung von Leistungselektronik oder formkomplexe Stromschienen für den Einsatz in der E-Mobilität.
Unter dem Markennamen "Wiconnec" zeigen die Wieland-Werke eine Gruppe aus Kupfer- und Bronzewerkstoffen, die sich in Form von Stangen und Drähten durch eine gute Leitfähigkeit bei gleichzeitig guter bis sehr guter Zerspanbarkeit auszeichnen. Sie eignen sich hervorragend für Buchsen und Pins für (Hochvolt-)Steckverbinder, die auch in Elektroautos verbaut werden sowie in Ladesäulen für Stromtankstellen zur Anwendung kommen. Die erweiterte Wiconnec-Familie umfasst neben kostengünstigen Messinglegierungen auch speziell entwickelte Kupferwerkstoffe in der Herstellung gedrehter Steckverbinder. Die Materialgruppe schließt die Lücke zwischen hochleitfähigem, aber nur bedingt zerspanbarem Reinkupfer und sehr gut zerspanbaren, aber schlecht leitfähigen Messingen. Materialien aus der Wiconnec-Gruppe sind zudem erste Wahl, wenn es um gute Zerspanbarkeit in Verbindung mit Festigkeit und/oder Temperatur- und Relaxationsbeständigkeit geht. Mit der Wiconnec-Serie ist Wieland bei allen renommierten deutschen Automotive-Lieferanten am Markt qualifiziert.
Die von Wieland vorgestellte Kupferlegierung F12 (CuMn12Ni) ist ein leistungsfähiger Werkstoff, der sich für die Herstellung von zuverlässigen Präzisions-Widerständen eignet. F12 bildet das Ausgangsmaterial für die Entwicklung von Sensoren wie sie zum Beispiel in der Batterie-Überwachung zum Einsatz kommen.
Weitere Informationen: Wieland-Werke AG Karin Maier, Pressesprecherin Graf-Arco-Straße 36 - 89079 Ulm Telefon: +49 731-944-2663 Telefax: +49 731-944-42663 karin.maier@wieland.de www.wieland.de
Die Wieland-Gruppe ist einer der weltweit führenden Hersteller von Halbfabrikaten und Sondererzeugnissen aus Kupfer und Kupferlegierungen: Bänder, Bleche, Rohre, Stangen, Drähte und Profile sowie Gleitelemente, Rippenrohre und Wärmetauscher. Die Produkte aus mehr als 100 verschiedenen Kupferwerkstoffen werden vorrangig in der Elektronik und Elektrotechnik eingesetzt. Weitere wichtige Abnehmerbranchen sind die Automobilindustrie, das Bauwesen, die Kälte-/Klima- und Heizungstechnik sowie der Maschinen- und Apparatebau. Gemeinsam mit den Kunden entwickelt das Unternehmen Lösungen für individuelle und industrielle Anwendungen. Die Wieland-Gruppe umfasst mehr als 30 produzierende Gesellschaften, Schneidcenter und Handelsunternehmen in Europa, Asien, Südafrika sowie in den USA. Zur Wieland-Werke AG gehören vier Werke in Ulm, Velbert-Langenberg, Villingen-Schwenningen und Vöhringen. Die Markenkupferrohre der Wieland-Haustechnik werden in Deutschland, am Standort Vöhringen (Bayern), hergestellt. Entwicklung sowie Produktion und Vertrieb sind nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Darüber hinaus verfügt das Unternehmen über ein akkreditiertes Prüf- und Zertifizierlabor. Die Werke in Deutschland sind gemäß der internationalen Umweltnorm DIN EN ISO 14001 zertifiziert, das größte Werk in Vöhringen ist nach dem europäischen Umweltstandard EMAS validiert. Der Umsatz der Wieland-Gruppe betrug im Geschäftsjahr 2010/2011 3.287 Mio. Euro, der Absatz lag bei 475.000 Tonnen. Weltweit beschäftigt Wieland rund 6.500 Mitarbeiter, davon über 4.000 in Deutschland.