电动汽车对制造技术提出了特殊要求。为了使其安静、高效且耐用，其机械部件必须达到最高精度。在部件磨削过程中，往往只有微米级的误差就能决定能效和噪音水平。质量保证的基础是对磨削过程进行无间隙、基于数据的监控。通过使用数字孪生技术，高精度电子元件的制造变得更加稳健，且更具可扩展性。在2026年5月5日至8日于斯图加特举办的GrindingHub德国斯图加特国际研磨展览会上，参观者了解到最先进的磨削技术如何为下一代电动汽车铺平道路。
“在电动汽车中，内燃机的掩蔽噪音消失了。因此，其他部件（例如来自变速箱）的激励会变得更加明显。”亚琛工业大学制造技术研究所（MTI）所长、弗劳恩霍夫生产技术研究所（Fraunhofer IPT）主任托马斯·贝尔格斯教授解释说。“因此，齿面的精度以及对系统公差的掌控都至关重要。”这位亚琛的科学家进一步解释道。尤其是在电驱动的高转速下，整个公差链都起着决定性作用。“例如，传统磨削的轴密封面产生的微观结构可能会引发不必要的泄漏。”贝尔格斯说道。关注的焦点是车辆可听到或可感知的振动，这在专业领域中被概括为NVH（噪音、振动与粗糙度）。“对于齿面，几何偏差会直接作为旋转振动传递到传动系统中。因此，一个具有最小偏差的高精度磨削工艺，对于有针对性地设定所需的NVH特性并有效减少干扰噪音至关重要。”贝尔格斯解释道。
此外，在磨削电动汽车部件时，必须防止批量生产中产生缺陷。对于高负荷部件，如电动汽车变速箱中的齿轮，表面完整性尤为关键，因为它对使用寿命有决定性影响。贝尔格斯表示：“因此，我们正在开发新方法，基于数字孪生，通过数据驱动来预测粗糙度和残余应力。这样就能及早发现关键影响，并为批量生产推导出有针对性的工艺优化方案。”通过机器的实时传感器数据与数字孪生中的物理模型相结合，可以在制造过程中评估部件的质量，并在需要时立即进行优化。“借助基于模型的数字化方法，可以在早期的工艺设计阶段就考虑到最高的质量要求。”贝尔格斯解释说，“这为经济且工艺可靠地实现高精度创造了条件。”
展望未来对生产机器的投资，一个核心问题是，磨削领域的哪些创新未来能特别有力地推动电动汽车的发展。科学界也在对此进行深入研究。超精细表面是进一步提高电动汽车部件能效的关键杠杆。“在电驱动变速箱的齿轮制造中，优化的工艺链结合抛光展成磨削看起来前景广阔。”贝尔格斯说。因此，磨床制造商面临着在微米甚至纳米范围内保证精度的挑战。作为对比：人类头发的直径大约为50到100微米。而废气中存在的超细粉尘，大约只有100纳米，比头发细上千倍。
机床制造商兼GrindingHub参展商United Machining Solutions（9号展厅，9B50展位）正在迎接这一挑战。“作为高精度磨削技术的供应商，我们为满足电动汽车日益增长的质量要求做出了决定性贡献。”总部位于瑞士伯尔尼的United Machining Solutions首席技术官克里斯托夫·普吕斯表示。“我们的解决方案能够实现微米和亚微米级的表面质量，从而确保噪音最小化、摩擦降低和能效最大化。同时，稳定且可重复的工艺确保了批量生产中始终如一的高部件质量。”普吕斯强调道。
“除了声学特性，能效和使用寿命同样至关重要。”United Machining Solutions的技术负责人继续说道。“高精度磨削的部件减少了摩擦损失，从而直接有助于优化续航里程。”普吕斯表示。此外，它们还提高了电驱动系统中核心部件的可靠性和耐用性。现代驱动技术，如混合动力和电驱动（在制动时通过回收方式回收电能），给切削加工带来了额外的挑战。“现代驱动系统日益增长的复杂性，显著提高了对切削加工精度、工艺可靠性和灵活性的要求。”普吕斯解释说。因为最终必须以始终如一的高质量加工不同的材料、新的几何形状以及组合功能。
随着向电动汽车的转型，部件的种类在数年甚至数十年内缓慢而持续地发生变化。因此，部件制造商面临的主要商业挑战是通过有针对性的投资来为此做好最佳准备。据普吕斯称，United Machining Solutions为此采用了灵活的机床概念和模块化生产解决方案，这些方案能够快速适应新的要求。此外，还辅以数字化技术，以实现基于数据的工艺优化。“这样，我们就为整个转型期内的经济且面向未来的生产奠定了基础。”普吕斯说道。
未来几十年，可以预见各种驱动方式共存。除了纯电系统，优化后的柴油发动机、氢内燃机、混合动力驱动以及燃料电池技术仍继续使用。“驱动系统的技术多样性长期确保对高精度部件的需求，因为每种驱动形式都对制造和质量提出了特定要求。”普吕斯解释道。同时，这位管理者预计，随着自动驾驶汽车的普及，会带来额外的推动力，例如对精度、安全性和系统集成的要求不断提高。“总体而言，这一发展为制造技术开辟了可持续的增长机遇。”普吕斯总结道。
中国组展机构：盈拓国际展览，作为厦门市成长型中小企业，不断创新发展。以优质服务助力中国外贸企业走向世界舞台。
下届展会时间：2028年05月16号~05月19号
展会行业：机床
