Una tecnologia chiave per la produzione di rotori magnetici

Dalla ricerca alla produzione industriale. L’impresa Johnson Electric International, in collaborazione con l’istituto iRAP dell’Università di Ingegneria e Architettura di Friburgo, ha sviluppato una tecnologia per facilitare la produzione di rotori magnetici. Dopo la fine del progetto, nel 2019, l’impresa friburghese è riuscita a industrializzare la tecnologia sviluppata.

L’impresa Johnson Electric International, con sede a Murten, progetta e produce soluzioni di movimento per l’industria automobilistica. Si tratta in particolare di attuatori presenti, ad esempio, nei moduli di climatizzazione. Questi attuatori contengono motori elettrici azionati da rotori magnetici, a loro volta costituiti da diversi componenti: un albero, un cilindro magnetico e un pignone di azionamento. Il processo di produzione tradizionale dei rotori richiede diverse fasi, come la fabbricazione, la magnetizzazione e le operazioni di assemblaggio. Per ridurre i costi e garantire una produzione continua ed economica di grandi volumi in Svizzera, Johnson Electric desiderava sviluppare un processo produttivo completamente integrato per la fabbricazione dei suoi rotori in un’unica fase.

Grazie al supporto di Innosuisse, Johnson Electric è riuscita a raggiungere il suo obiettivo. In collaborazione con l’Istituto per la Ricerca Applicata alle Materie Plastiche (iRAP) dell’Università di Ingegneria e Architettura di Friburgo, ha sviluppato un processo per iniettare materiale magnetizzabile che consente di fabbricare il rotore con un numero di operazioni notevolmente ridotto. «All’inizio del progetto, Johnson Electric non padroneggiava questa tecnica», spiega Enno de Lange, responsabile del progetto «AREEA» presso Johnson Electric. «L’istituto iRAP, che vanta solide conoscenze nello stampaggio a iniezione di polimeri altamente caricati e nelle tecniche di stampaggio a iniezione integrativa, è stato quindi il partner ideale per sviluppare questa nuova tecnologia.»

«Una delle sfide più grandi di questo progetto è stata quella di realizzare due circuiti magnetici e inserirli nello stesso stampo, tenendo conto della miniaturizzazione e della complessità del componente magnetizzato», spiega Bruno Bürgisser, professore dell’HEIA-FR e direttore dell’istituto iRAP.

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Il traguardo: la produzione industriale
La tecnologia di produzione sviluppata nell’ambito di questo progetto Innosuisse ha consentito di fabbricare l’intero rotore in un’unica fase di produzione in una pressa a iniezione. Allo stesso tempo, il processo è stato adattato per favorire l’uso di un composto magnetico che aumenta notevolmente le proprietà magnetiche del rotore, ottenendo così un attuatore più efficiente dal punto di vista energetico e più performante. L’industrializzazione di questo nuovo processo produttivo è stata testata alla fine del progetto, nel 2019, mentre nel laboratorio dell’iRAP è stata realizzata una preserie di circa 5000 pezzi, convalidando così questa nuova tecnologia.

Dopo due anni di ricerche, quindi, il progetto è stato coronato da successo. «Tutti gli obiettivi prefissati sono stati raggiunti o superati, in termini di proprietà magnetiche, tempi di produzione, stabilità del processo o assemblaggio integrato», spiega Enno de Lange. «Inoltre, grazie al progetto è stato acquisito un prezioso know-how sul processo di iniezione di questo composto magnetico che ha permesso a Johnson Electric di industrializzare questa tecnologia e di utilizzarla per produrre la sua nuova generazione di attuatori.»

I preparativi per l’industrializzazione di questo nuovo processo produttivo sono iniziati a Murten non appena il progetto è stato completato.

Traguardi fondamentali per il futuro
Grazie al supporto di Innosuisse, è stato possibile sviluppare in breve tempo un processo di produzione basato su diverse innovazioni tecniche allo stesso tempo. «Questa esperienza consentirà a Johnson Electric di sviluppare in futuro nuovi prodotti basati sul know-how acquisito», afferma Enno de Lange.

Ultima modifica 13.06.2022

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