I) Etapa de preparación: corte y desbarbado
Antes de apilar, las grandes bobinas de acero al silicio orientado deben procesarse en láminas de formas específicas.
• Corte longitudinal: la bobina ancha de acero al silicio orientada se corta en tiras según el ancho diseñado.
• Corte transversal y corte: las tiras se cortan a la longitud diseñada y se perforan formas especiales para las uniones (como orificios escalonados, ranuras en forma de V, etc.), formando láminas de acero al silicio semiacabadas individuales.
• Desbarbado: Este es un paso crítico. Los bordes cortados producirán pequeñas rebabas. Si no se eliminan, estas rebabas pueden provocar cortocircuitos entre las hojas después del apilamiento, lo que provoca un fuerte aumento de la pérdida por corrientes parásitas en el núcleo y un calentamiento localizado. Por lo general, para desbarbar se utilizan métodos químicos o de volteo.
• Revestimiento de capa aislante: Para reducir las corrientes parásitas entre láminas, la superficie de las láminas de acero al silicio se recubre con una capa muy fina de barniz aislante o revestimiento de fosfato.

II) Pre-apilado y Agrupación de Hojas
En esta etapa, las hojas cortadas se dividen en 'grupos' según los dibujos para facilitar el apilado.
• Clasificación y combinación de láminas: para secciones transversales escalonadas (por ejemplo, formas cruciformes), las láminas de acero al silicio de diferentes anchos deben agruparse por especificación. Al mismo tiempo es necesario garantizar uniones superpuestas escalonadas, es decir, que las posiciones de las uniones de las capas adyacentes deben estar desplazadas.
• Preposicionamiento: Algunas líneas de producción utilizan ventosas magnéticas o de vacío para prealinear un grupo de láminas en una plataforma para facilitar su posterior recogida robótica.

III) Etapa de Apilamiento Principal
Esta es la etapa central, que se divide en dos caminos: apilado manual y apilado automatizado.

Método 1: apilamiento manual tradicional (utilizado para núcleos especiales no estándar, de lotes pequeños o grandes)

1. Posicionamiento de referencia: En la plataforma de apilamiento, primero fije los pasadores o bloques de posicionamiento en la parte inferior.

2. Apilado capa por capa: los trabajadores colocan las láminas de acero al silicio de diferentes formas en los pasadores de posicionamiento en secuencia de acuerdo con los dibujos y las golpean suavemente con un mazo de madera para asegurarse de que cada lámina esté completamente asentada. Después de cada pocas capas, se vuelve a comprobar el espesor total.

3. Lapeado cruzado: El punto clave en el apilado manual es asegurar estrictamente que las juntas de las capas adyacentes estén escalonadas. Por ejemplo, si la unión de la primera capa está a la izquierda, la unión de la segunda capa debe estar a la derecha, formando una estructura de 'revestimiento' para reducir la reluctancia magnética.

4. Prensado y medición: Después de apilar hasta una cierta altura (por ejemplo, cada 100 mm), se utilizan una placa de presión especial y un gato para el preprensado, y se mide la altura total para ver si cumple con las especificaciones de diseño. Las hojas se agregan o eliminan a tiempo para su ajuste.

Método 2: Línea de producción de apilamiento completamente automática (utilizada para producción en masa y fabricación estandarizada)
Este es un equipo estándar en las grandes fábricas de transformadores modernas y el proceso es el siguiente:

1. Alimentación y volteo automáticos: un brazo robótico toma una sola lámina de acero al silicio de la mesa de materiales y puede girarla 180° para lograr un apilamiento alternado por delante y por detrás, compensando así la ligera deformación de la lámina.

2. Posicionamiento visual: un sistema de cámara captura los orificios o bordes de posicionamiento en la hoja, calcula automáticamente el desplazamiento y un brazo robótico de alta precisión realiza una corrección a nivel de micras en las tres direcciones XY-θ.

3. Medición y compensación del espesor por láser: después de colocar cada hoja, un telémetro láser mide la altura de la pila acumulada en tiempo real. Si se detectan errores acumulativos, el sistema realizará automáticamente una ligera compensación de espesor en la siguiente hoja o en las siguientes (utilizando la propia tolerancia de espesor de la hoja) para garantizar que la altura total final cumpla con el requisito.

4. Aplicación de adhesivo entre hojas (opcional): para los núcleos que requieren alta resistencia mecánica, se puede aplicar una capa extremadamente delgada de adhesivo estructural entre las hojas durante el apilado para mejorar la rigidez general y reducir el ruido.

5. Almacenamiento y transferencia temporal automáticos: una vez completado todo el apilamiento de laminación, toda la pata central se saca automáticamente de la estación de apilamiento y pasa al siguiente proceso.

 

IV) Conformación y curado
Una vez completado el apilamiento, el núcleo todavía está en un estado 'suelto' y requiere procesamiento adicional.
• Sujeción y conformación: Los cilindros hidráulicos aplican una presión fija (normalmente de 1 a 2 MPa) al núcleo desde la dirección horizontal y vertical, exprimiendo el exceso de aire y adhesivo entre las láminas y haciendo que todas las láminas de acero al silicio se ajusten completamente. Al mismo tiempo, se utilizan placas de empuje laterales para corregir la perpendicularidad de las patas centrales y los yugos.
• Curado (si se aplica adhesivo): Si se ha aplicado adhesivo estructural, el núcleo debe colocarse en un horno y calentarse según un perfil de temperatura específico (por ejemplo, 80 °C/1 h + 120 °C/2 h) para curar el adhesivo, manteniendo permanentemente el estado apilado.
• Bandas o soldadura: Finalmente, se utilizan correas de acero no magnéticas o cinta de tela de vidrio epóxica para unir firmemente las patas del núcleo y los yugos, o se aplica soldadura por puntos con arco de argón a los bordes (sólo en puntos de borde extremadamente pequeños para evitar cortocircuitos), formando un conjunto integral firme.

Resumen
En general, el proceso de apilamiento de núcleos orientados procede desde el corte y desbarbado de precisión, hasta el lapeado escalonado capa por capa (ya sea manual o automatizado de alta precisión) y, finalmente, hasta el prensado y curado en un circuito magnético completo con bajas pérdidas, alta permeabilidad y bajo ruido. Entre ellos, reducir la reluctancia magnética de las juntas (mediante lapeado escalonado) y controlar la pérdida de corrientes parásitas (mediante desbarbado y revestimiento aislante) son los objetivos principales que se encuentran a lo largo de todo el proceso.