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Six-Sigma in der Siliziumkarbid-Substratherstellung mit LOTOS 3D-Messystemen.

Das Erreichen der strengen Null-Fehler-Strategie in der Automobilindustrie wird zu einer großen Herausforderung für die Hersteller von Siliziumkarbid-Substraten. Sowohl die Umstellung von 150- auf 200-mm-Wafer, als auch die generelle Verlagerung ihres Schwerpunktes weg von reinem Silizium, zwingen die Hersteller um ausreichende Erträge und Zuverlässigkeit zu ringen.

SiC ist eine Kombination aus Silizium und härteren Karbidmaterialien und hat sich aufgrund seiner großen Bandlücke zu einer Schlüsseltechnologie für batteriebetriebene Elektrofahrzeuge entwickelt. Siliziumkarbid funktioniert bei höherer Leistung, höheren Temperaturen und höheren Schaltfrequenzen als Silizium. Diese Eigenschaften können genutzt werden, um die Reichweite von Elektrofahrzeugbatterien zu erhöhen und die Ladezeit zu verkürzen.

"Die Leute wollen ihr Auto in weniger als 10 bis 15 Minuten aufladen, und das wird sich weiter entwickeln", sagte Sam Geha, CEO von Infineon Technologies' Memory Solutions. "Das erfordert Siliziumkarbid und andere Technologien sowie eine stärkere Automatisierung.“

LOTOS 3D-Messysteme helfen bei Umsetzung der Null-Fehler-Strategie hin zu Produktionsprozessen mit hoher Ausbeute ohne jeglichen Ausschuss. Bereits kurz nach der Kristallzucht können die Siliziumkarbid-Blöcke auf geometrische Größen geprüft werden, sodass in den nachfolgenden Produktionsprozessen kein Ausschuss mehr entstehen kann.

LOTOS kontrolliert alle gängigen Parameter wie Außendurchmesser und Durchmesser am Primär- und Sekundär-Flat, die Flat-Längen, die Notch-Kontur, sowie deren genaue Winkelpositionen.

Elektromobilität ist weltweit eine Kernkomponente für klimafreundliche Mobilität und Innovation. Elektrofahrzeuge erzeugen vor allem in Verbindung mit regenerativ erzeugtem Strom deutlich weniger CO2.
Die Forschung, Entwicklung und Produktion von Batterien und Batteriezellen gewinnt dabei eine immer größere Bedeutung. Neben der Leistungsfähigkeit spielt die Nachhaltigkeit der Batterien eine wichtige Rolle. Doch noch entscheidender ist ein effizientes Gesamtkonzept aus E-Motor, Batterie und dem Batteriemanagement.
LOTOS 3D-Messsysteme können die Fertigung verschiedenster Bauteile aus diesem Gesamtkonzept effektiv und nachhaltig durch eine 100% Kontrolle unterstützen.
Hierfür wird die Geometrie der Bauteile im Sekundentakt auf vorgegebene Toleranzen geprüft und bewertet. Die Beladung kann dabei manuell oder vollautomatisch mittels Automatisierungskomponenten umgesetzt werden.

Im Fahrzeugbau spielen die Maßhaltigkeiten zwischen den Teilen des Antriebs bzw. des gesamten Antriebsstranges für das Schwingungsverhalten am Fahrzeug eine wichtige Rolle. Besonders bei großen Drehzahlen und Drehmomenten machen sich Abweichungen vom Soll durch Geräusche und Vibrationen oder im schlimmsten Fall durch Fehlfunktionen bemerkbar und führen zu Qualitätseinbußen bis hin zum Totalausfall.

Es ist daher erforderlich, immer mehr Geometrien auf ihre exakte Maßhaltigkeit zu prüfen. Hinzu kommt, dass etablierte taktile Messverfahren sowie Prüfungen über Abstecklehren den geforderten Taktzeiten der Produktion bei steigender Anzahl an zu prüfenden Maßen nicht mehr gerecht werden.

Der dadurch angestrebte Grad an Automatisierung in modernen Fertigungsanlagen erfordert schnelle und vollautomatische Bauteilprüfungen, welche direkt in den Produktionsablauf integriert sind.

Mit LOTOS 3D-Messsystemen können Bauteile des Antriebsstrangs schnell und zuverlässig auf Maßhaltigkeit geprüft werden. Darüber hinaus können die Teile direkt in verschiedene Toleranzbänder klassifiziert und sortiert werden.

Die Prüfteile werden dazu entweder manuell per Hand oder vollautomatisch via Roboter auf dem Messsystem platziert. Die automatische Qualitätsprüfung wird dann sowohl für Außen- als auch Innenmaße anhand vordefinierter Messprogramme durchgeführt.

Dies kann beispielsweise die geometrische Prüfung einer Antriebswelle sein: (LOTOS Video)