Chris Lee, Portfoliodirektor der Fachmesse für Spulenwicklung CWIEME Berlin, beleuchtet drei Möglichkeiten, wie Automatisierung der Branche dabei hilft, die Nachfrage zu decken.  

Traditionell wurden Spulen, wie in nahezu allen Fertigungsbereichen, von Hand gewickelt. Der Einsatz von Fachkräften bei der Herstellung von Spulen ermöglicht zwar eine Vielzahl von Wicklungstopologien, doch ist dieser Prozess anfällig für Unregelmäßigkeiten und personelle Engpässe. Aufgrund dieser Nachteile ist das manuelle Wickeln oft nicht mit modernen Anforderungen vereinbar.  

Heutzutage benötigen neue Branchen wie Elektromobilität, erneuerbare Energien und Telekommunikation leistungsstarke Spulen. Die Nachfrage in diesen Branchen ist sprunghaft angestiegen, und die Unternehmen benötigen nun riesige Mengen an Spulen von höchster Qualität. 

Die Automatisierung hat begonnen, diese Lücke zu schließen, indem sie Geschwindigkeit, Konsistenz und Flexibilität beim Design bietet und gleichzeitig die Kosten senkt. Hier erfahren Sie genauer, wie die Automatisierung die Spulenwickelbranche prägt. 

Produktionsmengen 

Die Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen stiegen zwischen 2020 und 2025 drastisch an. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) war im Jahr 2023 jedes fünfte (18 Prozent der) verkauften Fahrzeuge ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, wodurch sich die geschätzte weltweite Fahrzeugflotte im Jahr 2024 auf rund 40 Millionen Fahrzeuge belief.  

Da jedes Elektrofahrzeug über bis zu vier Motoren verfügt, stellt die zunehmende Verbreitung der E-Mobilität eine erhebliche Herausforderung für die Lieferkette dar. Ohne Automatisierung könnte die Wicklung der Spulen für die Motorenfertigung die Einführung von Elektrofahrzeugen verzögern.  

Ebenso wird im Zuge der Umstellung auf erneuerbare Energien die Nachfrage nach Ressourcen für die Spulenwicklung, wie beispielsweise Kupfer, steigen. Laut Wood Mackenzie wird die weltweite Windkraftanlagenflotte beispielsweise voraussichtlich über fünf Millionen Tonnen Kupfer benötigen. Hier werden Effizienzsteigerungen bei der Spulenwicklung von entscheidender Bedeutung sein. Effizientere Spulen ermöglichen es den Herstellern, bessere Generatoren mit höheren Energieumwandlungsraten zu bauen. 

Präzisionsfertigung 

Die Automatisierung kann auch dazu beitragen, neue Arten von Wicklungstechnologien einzuführen. Eine in Elektrofahrzeugen mittlerweile weit verbreitete Wicklungsart ist beispielsweise die Haarnadelwicklung. Die Haarnadelwicklung ermöglicht einen höheren Schlitzfüllfaktor, was bedeutet, dass mehr Kupfer in den Stator gepackt werden kann, wodurch der Widerstand verringert und die Wärmeableitung verbessert wird. 

Im Gegensatz zum herkömmlichen Spulenwickeln, bei dem der Draht kontinuierlich aufgewickelt wird, erfordert die Haarnadel-Technologie zur Herstellung einer Spule präzises Formen, Biegen und Einfügen – Aufgaben, die sich besser für die robotergestützte Automatisierung eignen als für manuelle Arbeiten. Die Automatisierung würde exakte Abmessungen gewährleisten, Abweichungen reduzieren und die elektrische Leistung verbessern.  

Fehlererkennung 

Der Einsatz von KI und maschinellem Lernen in der Qualitätskontrolle kann auch die Fertigungsprozesse verbessern. So könnten beispielsweise automatisierte Bildverarbeitungssysteme Wicklungsfehler in Spulen schneller und genauer erkennen als ein Mensch.  

Computer-Vision-Systeme sind besonders nützlich bei der Herstellung von Mikrospulen für die Medizintechnik oder die Luft- und Raumfahrt. Miniaturspulen können einen Durchmesser von weniger als 0,5 mm haben und bestehen oft aus Draht, der so fein ist, dass er für das bloße Auge praktisch unsichtbar ist.  

Wenn solche automatisierten Prüfsysteme entlang der gesamten Fertigungskette eingesetzt werden, könnten sie den Herstellern helfen, Produktionsabweichungen wesentlich früher zu erkennen, wodurch Ausschuss reduziert und die Qualität der Endprodukte sichergestellt wird.  

Darüber hinaus könnten Echtzeitanalysen in Verbindung mit automatischen Anpassungen der Wickelgeschwindigkeit und der Drahtführung die Konsistenz verbessern und Fehler beheben, bevor diese zu einem ernsthaften Problem werden.  

Durch höhere Präzision und Wiederholgenauigkeit, schnellere Produktionszeiten und eine bessere Materialeffizienz verändert die Automatisierung die Elektrofertigung in einer Vielzahl von Branchen. Für Unternehmen, die nach Möglichkeiten suchen, zu wachsen, ohne dabei Abstriche bei der Qualität zu machen, bietet die CWIEME Berlin die Gelegenheit, mit Branchenexperten ins Gespräch zu kommen, die sich mit der Zukunft der Spulenwicklung und einer Reihe weiterer Themen befassen. In der CWIEME Innovation Zone können Sie die neuesten Automatisierungstechnologien entdecken . 

Bild mit freundlicher Genehmigung von ZHWindingMachine