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AREEA - Advanced Rotors for Energy Efficient Actuators
Erfolgreiche industrielle Umsetzung eines Innosuisse-Projekts
Zusammen mit Johnson Electric in Murten hat das Institut iRAP einen hoch automatisierten Produktionsprozess entwickelt und erfolgreich umgesetzt.
Johnson Electric entwickelt und fertigt Bewegungslösungen für die Automobilindustrie. Die Aktuatoren von Johnson Electric enthalten Elektromotoren. Ein wesentlicher Bestandteil der Elektromotoren ist der magnetische Rotor. Johnson Electric produziert derzeit in Murten in einem hochautomatisierten Produktionsprozess mehrere zehn Millionen Aktuatoren pro Jahr.
Ein Rotorprodukt besteht aus vielen Teilen wie einer Kunststoffachse und einem externen magnetischen Zylinder. Der aktuelle Produktionsprozess der Rotoren erfordert mehrere Schritte (Herstellung, Magnetisierung, Montagevorgang). Um die Produktionskosten zu senken und eine weiterhin kosteneffiziente Großserienproduktion in der Schweiz zu gewährleisten, wollte Johnson Electric einen voll integrierten 1-Schritt-Produktionsprozess für ihre Rotoren entwickeln.
Aus diesem Grund wandte sich Johnson Electric an das Institut für angewandte Kunststoffforschung (iRAP) an der Fachhochschule Westschweiz, Freiburg (HES-SO//FR). Dieses Institut verfügt über ein ausgeprägtes Wissen im Bereich des Spritzgießens von hochgefüllten Polymeren sowie der integrativen Spritzgießtechnik und war somit ein idealer Partner für die Entwicklung dieser neuen Technologie.
Die in diesem Innosuisse-Projekt (Nr. 25802.1 PFIW-IW) entwickelte neue Fertigungstechnologie ermöglichte es, den gesamten Rotor in einem einzigen Produktionsschritt in einer Spritzgießmaschine herzustellen. Gleichzeitig wurde der Prozess so angepasst, dass eine magnetische Verbindung verwendet werden konnte, die deutlich höhere magnetische Eigenschaften des Rotors und damit einen energieeffizienteren, leistungsfähigeren Aktor ermöglichte. Am Ende des Projekts war die Technologie für die industrielle Anwendung weitgehend ausgereift.
Das Projekt war ein voller Erfolg, alle gesetzten Ziele wurden erreicht oder übertroffen (magnetische Eigenschaften, Fertigungszeit, Prozessstabilität, integrierte Montage). Mit dem Projekt wurde viel wertvolles Know-how über den Einspritzprozess dieser magnetischen Verbindung gewonnen, was es Johnson Electric ermöglichte, die Technologie in extrem kurzer Zeit zu industrialisieren.
Die Industrialisierung dieses neuen Produktionsprozesses begann unmittelbar nach dem Ende des Projekts (2019) in Murten. Diese Synergie während des Projekts zwischen Johnson Electric und iRAP machte die Industrialisierung der Technologie zu einem relativ reibungslosen Prozess.