Dr. Anna Ermakova, leitende wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Fakultät für Elektrotechnik, Elektronik und Maschinenbau der Universität Bristol, berichtet über ihre Erfahrungen beim Einstieg in die Branche, welche Technologien ihrer Meinung nach das größte Zukunftspotenzial haben und warum sie jedes Jahr wieder zur CWIEME Berlin zurückkehrt. 

Was hat Ihr Interesse an der Elektrotechnik bzw. der Spulenwicklungsbranche ursprünglich geweckt?

Ich habe mich für die Elektrotechnik und insbesondere für das Wickeln von Spulen interessiert, da Wicklungen für die Leistung elektrischer Maschinen von grundlegender Bedeutung sind. Sie haben einen direkten Einfluss auf den Wirkungsgrad, das Wärmemanagement und die Leistungsdichte, sodass schon kleine konstruktive Verbesserungen einen bedeutenden Unterschied bewirken können. 

Was mich besonders interessierte, war die Möglichkeit, mithilfe der additiven Fertigung die Grenzen des herkömmlichen Wicklungsdesigns zu überwinden. Dies eröffnete die Möglichkeit, die Geometrie der Leiter neu zu überdenken, die Kühlung effektiver zu integrieren und bei der Maschinenkonstruktion Ansätze zu verfolgen, die mit traditionellen Fertigungsverfahren nicht möglich sind. Diese Kombination aus Leistungssteigerung und Gestaltungsfreiheit hat mich an diesem Bereich besonders gereizt.

Könnten Sie mir einen kurzen Überblick über Ihren beruflichen Werdegang in dieser Branche geben?

Mein beruflicher Hintergrund vereint die Bereiche Fertigung, Forschung im Bereich der additiven Fertigung und die Entwicklung elektrischer Maschinen. Meine praktischen Grundlagen in der Fertigung habe ich mir während meiner Tätigkeit in China erarbeitet, wo ich mit einer Vielzahl konventioneller Produktionsverfahren in Berührung kam.

Diese Erfahrung vermittelte mir ein tiefes Verständnis dafür, wie Dinge hergestellt werden, und machte mir gleichzeitig einige der Grenzen der traditionellen Fertigung bewusst, darunter Materialverschwendung, geometrische Einschränkungen und Werkzeugkosten. 

Die additive Fertigung stach hervor, da sie eine Möglichkeit bot, viele dieser Herausforderungen zu bewältigen. Dies veranlasste mich, weitere Forschungen auf diesem Gebiet zu betreiben, und ich schloss an der Cranfield University eine Arbeit über die strukturelle Integrität von additiv gefertigten Stahlteilen mittels Lichtbogen-Schweißverfahren ab. Derzeit arbeite ich an der Universität Bristol als Teil des „Electrical Machine Works“-Teams, wo ich mich auf die Anwendung der additiven Fertigung bei elektrischen Maschinen, insbesondere bei Wicklungen, konzentriere. 

Zu meinen Aufgaben gehören die Entwicklung flexibler Konstruktionswerkzeuge für additiv gefertigte Spulen, die Untersuchung, wie sich Materialeigenschaften erzielen lassen, die mit denen herkömmlicher Leiter vergleichbar sind, die Verbesserung von Isolationsstrategien sowie die Unterstützung bei der Verknüpfung von digitaler Konstruktion und digitaler Fertigung für elektrische Maschinen der nächsten Generation.

Warum haben Sie sich für einen Besuch der CWIEME Berlin entschieden?

Die CWIEME Berlin ist eine wichtige Veranstaltung, da sie Forscher, Hersteller, Zulieferer und führende Vertreter der Branche aus dem gesamten Bereich der Elektrotechnik und der Spulenwicklung zusammenbringt. Für mich ist sie besonders wertvoll, weil sie eine direkte Verbindung zwischen Forschung und praktischer Produktionsfähigkeit herstellt. Sie bietet uns die Gelegenheit, mit Zulieferern zu sprechen, uns über die neuesten Entwicklungen bei Werkstoffen und Fertigungsprozessen zu informieren, aktuelle Herausforderungen in der Produktion zu verstehen und neue Kooperationen aufzubauen. 

Zudem ist es eine Gelegenheit, die Arbeit der Universität Bristol zu präsentieren und aufzuzeigen, wie die additive Fertigung zur Zukunft elektrischer Maschinen beitragen kann. Veranstaltungen wie die CWIEME sind wichtig, da der Fortschritt in diesem Bereich von einer engen Zusammenarbeit zwischen Maschinenkonstrukteuren, Werkstoffexperten und Fertigungsspezialisten abhängt.

Worauf freust du dich bei der diesjährigen Veranstaltung am meisten?

Ich freue mich darauf, die neuesten Entwicklungen in den Bereichen additive Fertigung, fortschrittliche Werkstoffe und Spulenfertigungstechnologien kennenzulernen, insbesondere solche, die zur Leistungssteigerung elektrischer Maschinen beitragen könnten. Mein besonderes Interesse gilt dem Austausch mit Zulieferern und Technologieentwicklern, die die Grenzen des Möglichen in den Bereichen Kupferverarbeitung, Isolationssysteme, Kühlungsintegration und fertigungsgerechtes Design erweitern. 

Ich freue mich auch auf die Gespräche im Rahmen der Veranstaltung, denn diese Diskussionen decken oft die tatsächlichen Engpässe auf und zeigen, wo Zusammenarbeit den größten Unterschied bewirken kann. Für unser Team ist es zudem spannend, unsere neuesten Arbeiten vorzustellen und mit Menschen zu sprechen, die daran interessiert sind, wie die additive Fertigung den Sprung von der Forschung in konkrete Anwendungen bei elektrischen Maschinen schaffen kann. 

Welche Technologie wird Ihrer Meinung nach in den nächsten zehn Jahren den größten Einfluss haben?

Ich gehe davon aus, dass sich die additive Fertigung (AM) in den nächsten zehn Jahren zu einer immer wichtigeren Schlüsseltechnologie für elektrische Hochleistungsmaschinen entwickeln wird. Ihre größte Stärke liegt in der Konstruktionsfreiheit, die sie bietet. Anstatt durch Standarddrahtformen und herkömmliche Montageverfahren eingeschränkt zu sein, können wir damit beginnen, Wicklungen, Kühlsysteme und Strukturkomponenten gemeinsam als ein stärker integriertes System neu zu gestalten. Dies kann zu einer besseren elektromagnetischen Leistung, einem verbesserten Wärmemanagement, leichteren Strukturen und letztlich zu einer höheren Leistungsdichte führen. 

Ich glaube außerdem, dass die größten Auswirkungen nicht nur von der Drucktechnologie selbst ausgehen werden, sondern von der Kombination aus digitalen Konstruktionswerkzeugen und digitaler Fertigung. Mit der Weiterentwicklung dieser Werkzeuge werden Ingenieure in der Lage sein, Spulengeometrien auf eine Weise zu automatisieren und zu optimieren, die heute noch schlichtweg nicht möglich ist. Dies dürfte insbesondere in Hochleistungsbranchen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie von großer Bedeutung sein.