기술 논문 개요
레이저 헤어핀 스트리핑을 통한 전기 모터 효율 향상
단일 레이저 어블레이션이 아닌 2단계 레이저 스트리핑이 헤어핀 용접 품질을 결정한다.
헤어핀 고정자는 고효율 전기 모터의 효율을 결정하는 핵심 요소입니다. 기존 원형 전선보다 구리 충전율이 더 높은 직사각형 구리선과 안전을 위한 유기 절연체로 구성됩니다. 그러나 조립 과정은 헤어핀 끝단을 서로 용접하는 데 달려 있으며, 구리 표면에 단 1마이크론의 절연체 잔여물만 남아도 용접 강도가 약해지고, 모터 효율이 저하되며, 생산 수율이 들쑥날쑥해집니다.
노반타(Novanta) 소속 저자 3명이 작성한 이 기술 논문은 헤어핀 고정자를 위한 2단계 레이저 공정을 다음과 같이 설명합니다: 400W CO₂ 레이저(파장 10.6 µm의 Novanta Firestar i401)가 주 절연체를 제거한 후, 200W 나노초 파이버 레이저가 잔류하는 1~2 µm 두께의 층을 제거하며 — 두 레이저는 모두 노반타의 카멜레온(Chameleon) 이중 파장 3축 스캔 헤드를 통해 동시에 작동하며, 1.0초 미만의 사이클 시간을 달성합니다.
주요 요점은 다음과 같습니다:
- 헤어핀 용접 품질(그리고 이에 따른 모터 효율)이 유기 절연체의 완전한 제거에 달려 있는 이유(미크론 단위의 잔여물만 있어도 용접 불량 발생)
- 두 개의 레이저 조합(대부분 제거용 CO₂ 레이저 + 잔여물 제거용 파이버 레이저)이 속도와 품질 면에서 어떤 단일 레이저 방식보다 뛰어난 성능을 발휘하는 이유
- 10.6 µm 대신 9.3 µm CO₂를 선택해야 하는 시점: 절연재의 화학적 성질(PA, PE, PI)에 따라 다르며, 이는 ATR 적외선 분광계를 통해 측정됩니다
- 카멜레온(Chameleon) 스캔 헤드가 제공하는 기능: 75%의 시야 중첩을 갖춘 단일 3축 헤드를 통한 이중 파장 가공
- 실용적인 업계 벤치마크: 1.0초 미만의 사이클 시간 내에 4가지 헤어핀 설계에서 <9 RFU의 형광 값 달성
사이클 시간을 두 배로 늘리고 장비 설치 면적을 확대하는 단일 레이저 스트리핑 시스템을 선정하기 전에, 4가지 절연재에 대한 ATR 적외선 분광계의 흡광도 데이터, CO₂ + 파이버 2단계 공정의 매개변수 세트, 그리고 카멜레온 이중 파장 스캔 헤드 아키텍처에 대한 전체 기술 문서를 다운로드하십시오.
