Mehr Kraft im Magnetfeld – Werkstoffe als Leistungstreiber

Magnetwerkstoffe sind das Rückgrat vieler Elektromotoren. Ihre Auswahl beeinflusst nicht nur das erzeugbare Drehmoment, sondern auch Wirkungsgrad, Baugröße und thermisches Verhalten. In der Entwicklung leistungsstarker Kleinmotoren ist die gezielte Werkstoffwahl heute ein zentraler Erfolgsfaktor.

Elektrobleche – unscheinbar, aber entscheidend

Die meisten Magnetkreise bestehen aus lamelliertem Elektroblech, das den Fluss der Magnetfelder möglichst verlustarm leiten soll. Häufig zum Einsatz kommt kaltgewalztes, nicht kornorientiertes Material gemäß DIN EN 10106. Entscheidend für die Performance ist dabei die Dicke der Bleche: Dünnere Bleche (z. B. 0,20 oder 0,35 mm) reduzieren Wirbelstromverluste und eignen sich besonders für hochfrequente Anwendungen.

Auch die Ausrichtung der Bleche zur Walzrichtung hat Einfluss auf die magnetische Leitfähigkeit. Je nach Stanzgeometrie und Anwendung kann eine gezielte Orientierung der Walzrichtung erforderlich sein, um Sättigungseffekte zu minimieren.

Permanentmagnete – kompakt und kraftvoll

Bei elektronisch kommutierten Motoren (EC-Motoren) und Direktantrieben kommen häufig Permanentmagnete aus Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) oder Samarium-Kobalt (SmCo) zum Einsatz. Diese sogenannten Seltenerdmagnete ermöglichen hohe Flussdichten auf kleinem Raum und erlauben dadurch kompaktere Designs mit höherem Drehmoment.

Ein Nachteil ist ihre Stoßempfindlichkeit: Daher müssen sie häufig in präzise gefertigte Steckschächte eingepasst und mit Klebstoff vergossen werden. Für diesen Prozess kommen spezielle Schäumharze zum Einsatz, die Toleranzräume zuverlässig überbrücken und das Bauteil mechanisch stabilisieren.

Werkstoffwahl und Temperaturverhalten

Magnete aus SmCo bieten bei hohen Temperaturen eine höhere thermische Stabilität als NdFeB-Magnete, die bei ca. 80–120 °C ihre magnetische Leistung verlieren können. Für Anwendungen mit starker Erwärmung – z. B. in Industrieantrieben oder Elektrowerkzeugen – ist deshalb die Kombination aus Temperaturklasse und Magnettyp entscheidend.