Aktualisiert am:
21/01/2026
Der Hairpin Stator ist ein zentraler Bestandteil moderner Elektromotoren in der E-Mobilität. Die Hairpin-Technologie ermöglicht eine höhere Leistungsdichte und bessere thermische Eigenschaften als klassische Runddrahtwicklungen. Doch die Qualität der Hairpin-Schweißungen entscheidet über Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Motors. Microvista hat eine innovative Methode entwickelt, um Hairpin Statoren präzise und effizient mittels CT zu prüfen.
Warum werden Hairpins bzw. Hairpin Statoren gescannt?
Da die Leistung und Zuverlässigkeit eines Elektromotors in hohem Maße von der Qualität der Stator-Herstellung abhängig sind, müssen u.a. auch die Hairpin-Schweißungen produktionsbegleitend geprüft werden. Mittels der zerstörungsfreien industriellen Computertomographie werden dreidimensionale Bilder erstellt, auf denen sich feststellen lässt, ob die Hairpin-Schweißungen gemäß den vorgegebenen Spezifikationen der Automobilhersteller hergestellt wurden.
Typische Fehler im Herstellungsprozess sind beispielsweise Poren, Materialanhäufungen und Anbindungsfehler, welche die Leistungsfähigkeit oder die Lebensdauer des Motors beeinträchtigen können. Gerade in der Elektromobilität, wo Hairpin-Motoren zum Standard geworden sind, ist eine zuverlässige Qualitätssicherung entscheidend für die Sicherheit und Langlebigkeit der Fahrzeuge.
Microvista hat bereits
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Hairpin Schweißungen von Automobilkonzernen geprüft
Welche Herausforderungen treten beim CT-Scan von Hairpin Statoren auf?
An einem Stator liegen mehrere hundert Hairpin-Schweißungen vor, welche auf mehrere Reihen eng beieinander liegen und sich nominell nicht unterscheiden. Die Herausforderung liegt darin, die einzelnen Schweißungen zu separieren und eindeutig zuzuordnen. Da die Hairpins aus Kupfer sind, sind beim CT-Scannen von Hairpin-Statoren Bildartefakte zu erwarten, welche die Bildqualität und Genauigkeit beeinträchtigen können.
Bildartefakte können beispielsweise durch Streustrahlung, Rauschen oder Unschärfe entstehen. Dies kann durch einen optimalen Scanvorgang jedoch minimiert und in den Griff bekommen werden. Erschwerend kommen unvermeidliche Positionsschwankungen hinzu, welche durch die Geometrie der Hairpins, aber auch die globale Position des Stators in der Scanvorrichtung bedingt sind. Somit kann keine exakte Position der Hairpin-Schweißungen angenommen werden.
Wie schafft Microvista es, Hairpin Statoren dennoch präzise zu scannen?
Unsere Lösung lautet: Binärcodes!
So gehen wir vor: Jeder Hairpin Stator, der bei uns gescannt werden soll, bekommt eine „Krone“ aufgesetzt, das heißt, wir platzieren einen zusätzlichen Kunststoffring auf dem Blechpaket des Stators. Die Positionierung des Rings ist durch Verwendung einer vorhandenen Nut am Stator stets die gleiche. Auf Höhe der Hairpin-Schweißungen sind 12 Binärcodes gleichmäßig auf dem Umfang des Rings verteilt. Jeder Code setzt sich aus 4 Vertiefungen zusammen, wobei über die Tiefe der Binärcode dargestellt wird (0001 = flach flach flach tief). Das CT macht von außen unsichtbare Merkmale sichtbar.
CT macht von außen unsichtbare Schwertmarke sichtbar
Welche Vorteile bringt diese Methode?
Bei der Auswertung der Scans werden neben dem relevanten Stator auch die Binärcodes ermittelt. Anhand des jeweiligen Binärcodes können wir somit schlussfolgern, an welcher Stelle am Stator wir uns befinden und so die einzelnen Pin-IDs sicher ermitteln. Der große Vorteil dabei ist, dass wir keine Annahmen zur rotatorischen Lage des Stators treffen müssen.
Anhand der Codes wissen wir stets, wo wir uns im Scanvolumen befinden und welcher Pin gerade vor uns steht, das ist interessant, wenn höhere Auflösungen bei der Auswertung relevant sind. Zusätzlich können wir so nämlich auch verschiedene Teilscans eines Stators mit der gleichen Software auswerten, z.B. ein halber, viertel oder achtel Stator.
Somit liefern uns die Binärcodes einen präzisen Referenzpunkt, um die exakte Position aller Hairpin-Schweißungen ermitteln zu können. Dies bildet die Grundlage für eine automatisierte Bildverarbeitung, welche eine effiziente und genaue Analyse des gesamten Hairpin-Stators im Elektromotor ermöglicht. Das Ergebnis: reproduzierbare Prüfungen auch bei hohen Stückzahlen in der Automobilindustrie.
Welche Prüfoptionen bietet Microvista für Hairpin-Statoren im Elektromotor?
Durch das von Microvista entwickelte CT-Prüfverfahren ist es wirtschaftlich möglich, jede Hairpin-Fügung im Elektromotor auf ihre Qualität zu untersuchen. Die automatisierte Auswertung ist 40 mal schneller als eine manuelle Inspektion und ermöglicht die Prüfung von bis zu 40 Statoren pro Tag.
Je nach Anforderung stehen verschiedene Optionen zur Verfügung:
- CT-Labor: Statoren werden bei Microvista gescannt und ausgewertet.
- Cloud-Auswertung: Sie haben ein eigenes CT? Laden Sie Ihre Scans in unsere Cloud und erhalten Sie die Auswertung online.
- Mobile CT-Lösung: Mieten Sie das Inspektionssystem für Ihre Produktion. nur so lange, wie Sie es benötigen
Verschiedenste Parameter wie Porenvolumen oder unterschiedliche Schnittflächen können als Qualitätsparameter definiert werden. Damit bietet die automatisierte Auswertung von Microvista deutlich mehr Informationen, als sie von Standardtools geliefert werden können.
Erfahren Sie hier mehr zur Prüfung von Hairpin Statoren: Qualitätssicherung bei Hairpin Statoren.