Date：2026-06-11 Views：0
Die Elektromobilität verändert die Automobilindustrie grundlegend. Im DACH-Raum – Deutschland, Österreich und die Schweiz – wächst der Markt für Elektrofahrzeuge rasant. Bis 2030 sollen allein in Deutschland über 15 Millionen Elektroautos auf den Straßen unterwegs sein.
Diese Entwicklung stellt neue Anforderungen an die Fertigung von Motorbauteilen. Elektromotoren benötigen hochpräzise Komponenten wie Rotor-Pins und Statorbauteile, die traditionell durch CNC-Zerspanung oder Feinguss hergestellt werden. Diese Verfahren stoßen jedoch bei großen Stückzahlen an ihre Grenzen.
Hier bietet MIM E-Mobilität einen entscheidenden Vorteil. Das Metall-Injektions-Formen-Verfahren kombiniert die Formgebungsfreiheit des Kunststoffspritzgießens mit den mechanischen Eigenschaften von Metallbauteilen. Für die Serienfertigung von Motorbauteilen in der Elektromobilität ist MIM daher die optimale Lösung.
ATMIK-BRM Metal hat für einen führenden europäischen Tier-1-Zulieferer ein umfassendes Projekt zur MIM-Fertigung von Motorrotor-Pins und Statorbauteilen erfolgreich umgesetzt. Das Ziel: Kosten senken, Qualität steigern und die IATF 16949-Anforderungen erfüllen.
Der Kunde benötigte jährlich 500.000 Motorrotor-Pins und 200.000 Statorbauteile für eine neue Generation von Elektrofahrzeugmotoren. Die technischen Anforderungen waren anspruchsvoll:
| Anforderung | Wert |
|---|---|
| Toleranz | ±0,02 mm |
| Oberflächenrauheit | Ra 0,8 μm |
| Material Rotor-Pins | 17-4PH Edelstahl |
| Material Statorbauteile | Weichmagnetische Legierung |
| Stückzahl pro Jahr | 700.000 Einheiten |
| Zertifizierung | IATF 16949, ISO 9001 |
| Lieferzeit | 8 Wochen ab Freigabe |
Die Rotor-Pins mussten hohe mechanische Festigkeit und korrosionsbeständigkeit aufweisen. 17-4PH Edelstahl bietet eine hervorragende Kombination aus Zugfestigkeit von über 1.000 MPa und guter Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse.
Für die Statorbauteile waren weichmagnetische Legierungen erforderlich, um optimale magnetische Eigenschaften zu gewährleisten. Diese Materialien ermöglichen eine hohe magnetische Sättigung und geringe Koerzitivfeldstärke – entscheidend für den Wirkungsgrad des Elektromotors.
Darüber hinaus verlangte der Kunde eine lückenlose Dokumentation nach IATF 16949-Standard. Jedes Bauteil musste rückverfolgbar sein, von der Pulvercharge bis zum verpackten Endprodukt.
ATMIK-BRM Metal schlug eine vollständige MIM-Lösung vor, die alle Anforderungen erfüllte. Der Kern der Lösung war das Metall-Injektions-Formen-Verfahren, ergänzt durch gezielte Nachbehandlungsschritte.
Die Wahl des Fertigungsverfahrens hat erheblichen Einfluss auf Kosten, Qualität und Durchlaufzeit. MIM E-Mobilität bietet bei komplexen Bauteilen in großen Stückzahlen klare Vorteile:
| Kriterium | MIM | CNC | Feinguss |
|---|---|---|---|
| Stückkosten (ab 100k) | 40–60 % niedriger | Basiswert | 20–30 % niedriger |
| Formkomplexität | Sehr hoch | Mittel | Hoch |
| Materialausnutzung | > 95 % | 30–50 % | 60–70 % |
| Toleranz | ±0,02 mm | ±0,005 mm | ±0,1 mm |
| Durchlaufzeit | 4–6 Wochen | 2–3 Wochen | 8–12 Wochen |
| Werkzeugkosten | Mittel | Niedrig | Hoch |
Bei einer Stückzahl von 700.000 Einheiten pro Jahr sparte der Kunde durch MIM im Vergleich zur CNC-Bearbeitung etwa 45 % der Fertigungskosten ein. Gegenüber dem Feinguss betrug die Kosteneinsparung immer noch 25 %, bei gleichzeitig besseren Toleranzen.
Die Pulvermetallurgie als Basis des MIM-Verfahrens ermöglicht zudem eine nahezu verlustfreie Fertigung. Während bei der CNC-Zerspanung bis zu 70 % des Rohmaterials als Späne anfallen, wird beim Metall-Injektions-Formen über 95 % des Materials zum fertigen Bauteil.
Die Umsetzung des Projekts erfolgte in sechs klar definierten Phasen. ATMIK-BRM Metal setzte dabei auf eine enge Zusammenarbeit mit dem Kunden und eine kontinuierliche Qualitätsüberwachung.
In der ersten Phase wurden die Spritzgusswerkzeuge für Rotor-Pins und Statorbauteile konstruiert und gefertigt. Die Werkzeuge umfassten jeweils 8 Kavitäten für die Rotor-Pins und 4 Kavitäten für die Statorbauteile.
Die Werkzeugkonstruktion berücksichtigte bereits das Schrumpfverhalten während des Sinters. Mit einem Erfahrungswert von 18–20 % Schrumpfung wurden die Kavitäten entsprechend vergrößert dimensioniert.
Das Feedstock-Material – eine homogene Mischung aus Metallpulver und Binder – wurde in modernen Spritzgussmaschinen verarbeitet. Für die Rotor-Pins kam ein 17-4PH-Feedstock mit einer Pulverbeladung von 68 Volumenprozent zum Einsatz.
Die Statorbauteile wurden mit einem speziellen Feedstock auf Basis weichmagnetischer Legierungen gespritzt. Die Injektionsparameter wurden in einem umfangreichen DOE-Prozess optimiert, um Grünschäden zu minimieren.
Die Entbinderung erfolgte in zwei Stufen. Zunächst wurde der Hauptbinder durch thermische Behandlung bei 150 °C entfernt. Anschließend folgte die katalytische Entbinderung bei 120 °C in einer Stickstoffatmosphäre.
Dieser zweistufige Prozess garantierte eine rissfreie Entbinderung auch bei komplexen Geometrien. Die Restbinderquote wurde auf unter 0,1 % reduziert.
Das Sintern ist der kritischste Prozessschritt bei der Pulvermetallurgie. Die Bauteile wurden bei 1.280 °C bis 1.350 °C in einem Durchlaufvakuumsinterofen gesintert. Die Sinteratmosphäre bestand aus reinem Argon, um Oxidation zu vermeiden.
Während des Sinterns schrumpften die Bauteile kontrolliert auf ihre Endabmessungen. Die resultierende Dichte lag bei über 98 % der theoretischen Dichte – ein Wert, der für Motorbauteile in der Elektromobilität essenziell ist.
Nach dem Sintern erhielten die Rotor-Pins eine CNC-Nachbearbeitung an den Funktionsflächen. Dies garantierte die geforderte Toleranz von ±0,02 mm an den kritischen Passungen.
Die Statorbauteile durchliefen additionally ein magnetisches Glühen, um die magnetischen Eigenschaften zu optimieren. Die Koerzitivfeldstärke wurde dadurch auf unter 1 Oe reduziert.
Jede Charge wurde nach IATF 16949-Standard geprüft. Die Qualitätskontrolle umfasste dimensionelle Messungen, Oberflächenprüfung, Härtemessung und zerstörungsfreie Prüfung.
Die Rückverfolgbarkeit wurde durch ein ERP-System sichergestellt, das jede Charge von der Pulverlieferung bis zum Versand dokumentierte. Bei Abweichungen wurde sofort eine 8D-Reklamation ausgelöst.
Das Projekt lieferte beeindruckende Ergebnisse, die den Kunden fully überzeugten:
| Kennzahl | Ergebnis |
|---|---|
| Toleranz Rotor-Pins | ±0,02 mm erreicht |
| Oberflächenrauheit | Ra 0,6–0,8 μm |
| Stückkostenreduktion vs. CNC | 45 % |
| Materialausnutzung | 96 % |
| Ausschussquote | < 0,5 % |
| Jahresproduktion | 500.000 Einheiten |
| Liefertermintreue | 98,5 % |
| PPAP-Ablegung | Erster Versuch bestanden |
Die Kosteneinsparung von 45 % gegenüber der CNC-Bearbeitung entsprach einem jährlichen Einsparpotenzial von über 1,2 Millionen Euro für den Kunden. Gleichzeitig verbesserte sich die Materialausnutzung von 40 % auf 96 %.
Die Ausschussquote von unter 0,5 % übertraf die branchenüblichen Werte für MIM-Fertigung deutlich. Dies war maßgeblich auf die optimierte Prozessführung und die umfassende Qualitätskontrolle zurückzuführen.
Der PPAP-Prozess (Production Part Approval Process) wurde beim ersten Versuch erfolgreich abgelegt. Dies bestätigte die Prozessstabilität und die Fähigkeit, die strengen Anforderungen der Automobilindustrie zu erfüllen.
Für Motorbauteile in der Elektromobilität kommen vor allem 17-4PH Edelstahl, weichmagnetische Legierungen und Kupferbasis-Materialien zum Einsatz. Die Materialwahl hängt von den mechanischen, magnetischen und thermischen Anforderungen ab. ATMIK-BRM Metal bietet über 30 standardisierte MIM-Materialien und entwickelt kundenspezifische Legierungen.
Wie hoch sind die Werkzeugkosten im Vergleich zum Nutzen?Die Werkzeugkosten für MIM liegen typischerweise zwischen 15.000 und 50.000 Euro pro Werkzeug. Bei Stückzahlen ab 50.000 Einheiten amortisieren sich diese Kosten durch die deutlich niedrigeren Stückkosten. Im vorliegenden Projekt amortisierte sich das Werkzeug innerhalb von 4 Monaten.
Ist MIM auch für Kleinserien geeignet?MIM ist wirtschaftlich ab Stückzahlen von etwa 5.000 bis 10.000 Einheiten pro Jahr sinnvoll. Für Kleinserien bietet ATMIK-BRM Metal auch CNC-Bearbeitung und Feinguss an. Eine Hybridlösung – MIM für Großserien und CNC für Prototypen – ist ebenfalls möglich und wird häufig praktiziert.
Dieses Projekt zeigt eindrucksvoll, dass MIM E-Mobilität die Fertigung von Motorbauteilen für Elektrofahrzeuge auf ein neues Level hebt. Die Kombination aus hoher Präzision, niedrigen Stückkosten und vollständiger IATF 16949-Konformität macht das Metall-Injektions-Formen zum idealen Verfahren für die Serienfertigung von Rotor-Pins und Statorbauteilen.
ATMIK-BRM Metal verfügt über umfassende Erfahrung in der Pulvermetallurgie und dem Metall-Injektions-Formen für die Automobilindustrie. Mit ISO 9001- und IATF 16949-Zertifizierung sowie modernsten Fertigungsanlagen ist das Unternehmen ein verlässlicher Partner für Zulieferer im DACH-Raum.
Die Ergebnisse sprechen für sich: 45 % Kostenreduktion, 96 % Materialausnutzung und eine Ausschussquote unter 0,5 %. Für Unternehmen, die ihre Motorbauteile-Fertigung für die Elektromobilität optimieren wollen, bietet MIM E-Mobilität einen klaren Wettbewerbsvorteil.
Kontaktieren Sie ATMIK-BRM Metal für eine unverbindliche Beratung zu Ihrem Projekt. E-Mail: sales1@atmsh.com, Telefon: +86 021 55128901. Besuchen Sie auch unsere Website: https://www.atmik-mim.com.
Leave your email for more ebooks and prices📫 ！
Kontakt：Fidel
Tel：021-5512-8901
Mobil：19916725892
E-Mail：sales1@atmsh.com
Adresse：Nr. 398 Guiyang-Straße, Yangpu, China