Ligne de fabrication d'arbres de rotor pour l'électromobilité

Arbres de rotor assemblés pour moteurs électriques à poids optimisé

Pour obtenir des composants à poids optimisé, l'industrie automobile a commencé il y a déjà plusieurs années à ne plus fabriquer de composants en une seule pièce, p. ex. une pièce forgée, mais à assembler les composants. 

Un exemple relativement connu est l'arbre à cames, fabriqué traditionnellement à partir d'une pièce brute forgée. Aujourd'hui, on utilise des tubes sur lesquels les cames sont fixées avec une technologie de préchauffage et d'assemblage (voir ici). Dans la variante déjà plus avancée, les arbres à cames sont remplacés par des cames individuelles. 

L'idée de base de l'optimisation du poids demeure la suivante : réduire à  ce qui est nécessaire. Ce principe s'applique également à l'arbre de rotor assemblé.

Comment réduire le pack de tôles d'un rotor à un diamètre minimum sans que la réduction du poids soit annulée par l'augmentation du diamètre de l'arbre de rotor ?

La réponse est un arbre de rotor creux assemblé. Cette structure offre différents avantages : d'une part, le poids est nettement réduit. D'autre part, le processus de fabrication de l'arbre de rotor peut être divisé en différents processus courts et partiels qui réduisent le temps total de cycle et permettent de fabriquer des pièces en grand nombre. De plus, la géométrie de l'arbre est ainsi parfaitement adaptable à la puissance du moteur électrique et à la configuration des composants de groupes motopropulseurs – un autre point positif. 

EMAG propose déjà la solution complète adaptée pour fabriquer de tels arbres de rotor. Elle comporte notamment des centres de tournage des séries VL et VT, des machines de soudage laser ELC, des machines de trempe par induction de la série MIND, ainsi que des rectifieuses de la série VTC DS. 

Arbres de rotor pour moteurs électriques

Comme le montre la vidéo ci-dessus, EMAG prévoit 11 opérations pour la fabrication de l'arbre de rotor, entièrement réalisées sur des machines EMAG (sauf les opérations de nettoyage). 

Les opérations OP 10 et OP 20 usinent les deux côtés (l'intérieur ainsi que l'extérieur) de chaque pièce brute forgée. S'en suit un processus de nettoyage, puis le processus d'assemblage par soudage laser des deux pièces pour obtenir l'arbre de rotor, dans l'OP 40. La trempe des sièges de palier réalisée lors de l'OP 50 se déroule en cadence de ligne, en quelques secondes, sur une machine de trempe MIND. 

Ensuite, l'usinage extérieur final de l'arbre de moteur électrique est réalisé lors de l'OP 60, sur des machines VT. L'usinage à 4 axes est non seulement extrêmement rapide, mais il est aussi suffisamment performant pour l'usinage dur. À l'image de l'usinage extérieur final de l'arbre de rotor, la fabrication de la géométrie intérieure finale a lieu, lors de l'OP 70, sur les centres de tournage modulaires de la série VL. L'OP 80 et OP 90 ont pour objectif la configuration flexible de la ligne des arbres de rotor. Il est possible ici d'ajouter des dentures et contours finaux selon les exigences.

La perfection de la surface est assurée par le processus de rectification sur la rectifieuse à arbres de la série VTC, lors de l'OP 100. L'arbre est prêt à être assemblé avec le pack de tôles après cette opération et le nettoyage qui suit.