Iniezione di 'rinforzo in acciaio' nei motori: demistificazione del processo di invasatura di precisione per motori Torque senza telaio
Nel campo della produzione di motori di precisione, una fase di processo invisibile sta determinando silenziosamente il limite massimo delle prestazioni delle apparecchiature di fascia alta.
All'interno di una rotazione ad alta velocità motore torque senza telaio , il materiale di impregnazione in resina epossidica viene iniettato con precisione negli spazi degli avvolgimenti dello statore. In un ambiente sotto vuoto, la resina penetra come una rete capillare nelle scanalature più fini, quindi si solidifica sotto un preciso controllo della temperatura.
Nell'era della produzione di precisione, prestazioni eccezionali spesso derivano da dettagli invisibili e il processo di invasatura per i motori torque senza telaio è proprio una procedura chiave, nascosta all'interno del motore ma che determina l'affidabilità complessiva.
01 Fondamenti del processo
Qual è il processo di invasatura? In poche parole, si tratta di riempire l’interno del motore con materiale liquido di impregnazione, che si solidifica per formare una protezione completa per gli avvolgimenti. Questo tipo di processo non è esclusivo dei tempi moderni, ma ha compiuto un salto di qualità in risposta ai requisiti speciali dei motori torque senza telaio.
Poiché i motori torque senza telaio omettono la tradizionale struttura dell'alloggiamento del motore, esponendo direttamente lo statore e il rotore al sistema ospite, il loro isolamento, dissipazione del calore e fissaggio strutturale si basano tutti su materiali interni.
I composti per impregnazione in resina epossidica sono attualmente la scelta principale, in grado di resistere a temperature di esercizio superiori a 180°C, con un coefficiente di conduttività termica di 1,0-2,0 W/m·K, che li rende molto adatti per scenari come l'isolamento dello statore e l'impermeabilizzazione nei motori di nuova energia.
Rispetto ai tradizionali processi di produzione dei motori, il ruolo dell'invasatura nei motori senza telaio è stato elevato da 'protezione ausiliaria' a 'supporto strutturale'.
Una volta che l'adesivo speciale riempie completamente gli spazi tra lo statore, il rotore e gli altri componenti, le parti originariamente sciolte vengono saldamente unite in un'unica unità. L'effetto più diretto di questo rinforzo strutturale è un aumento significativo della resistenza meccanica del motore , consentendogli di sopportare carichi e urti maggiori.
02 Innovazione prestazionale
Un singolo dettaglio spesso può determinare il successo o il fallimento complessivo. La struttura interna dei motori torque senza telaio è estremamente complessa e i metodi tradizionali di invasatura non sono in grado di soddisfare i loro requisiti di elevata affidabilità. Gli ingegneri devono risolvere tre problemi tecnici chiave: come consentire al materiale di riempimento di riempire completamente gli spazi sottili , come prevenire la formazione di bolle durante il processo di indurimento e come garantire che le proprietà fisiche del materiale dopo l'indurimento soddisfino i requisiti.
Per affrontare questi problemi, i moderni processi di invasatura hanno sviluppato una serie completa di soluzioni.
I dati indicano che i motori che utilizzano i moderni processi di invasatura sperimentano una riduzione media dell'ampiezza delle vibrazioni del 40% e una riduzione del livello di rumore di oltre 15 decibel . Ancora più importante, i motori incapsulati possono raggiungere il più alto grado di protezione IP68, consentendo un funzionamento stabile in ambienti difficili come umidità, polvere e nebbia salina.
Dal punto di vista della dissipazione del calore, i materiali di rivestimento possiedono tipicamente un'eccellente conduttività termica, consentendo una rapida conduzione del calore generato dagli avvolgimenti all'alloggiamento del motore.
Rispetto al tradizionale isolamento in aria, la resistenza termica dei motori isolanti è ridotta del 60% e la temperatura di esercizio scende di 20-30°C. Temperature di esercizio inferiori significano un invecchiamento più lento dei materiali isolanti, una lubrificazione stabile dei cuscinetti e un'estensione della durata complessiva del motore di 2-3 volte.
03 Formulazione dei materiali
La scelta del materiale per l'invasatura in resina epossidica influisce direttamente sulle prestazioni finali. La ricerca mostra che i composti per impregnazione a base epossidica possono funzionare a temperature fino a 180°C, rimanere stabili in un intervallo compreso tra -40°C e 150°C e avere un tasso di ritiro indurente inferiore all'1%.
La ricerca sui motori torque brushless slotless sottolinea che il processo di resinatura svolge un ruolo cruciale nelle prestazioni del motore. Analizzando la temperatura di pretrattamento, il trattamento ciclico sotto vuoto e il meccanismo di indurimento della matrice di resina, i ricercatori hanno scoperto che l'utilizzo di una temperatura di pretrattamento di 80°C per 40 minuti, combinata con 3 cicli di trattamento sotto vuoto, produce i migliori risultati di invasatura.
Le condizioni di trattamento devono essere controllate con precisione a -0,095 MPa, 85°C, per 20 minuti.
La proporzione degli agenti indurenti è un altro punto critico. I risultati sperimentali mostrano che quando le quantità di agente indurente non reattivo QY e agente indurente reattivo DFC sono rispettivamente 5 g e 15 g, aggiungendo prima l'agente indurente non reattivo con una quantità di promotore di 0,3 g, l'adesione, la forza e la resistenza alla temperatura del sistema di resina raggiungono uno stato ottimale.
04 Innovazione tecnologica
I progressi nelle attrezzature e nei processi di invasatura hanno rivitalizzato questa tecnica tradizionale. Secondo una ricerca della Open University of China, l'utilizzo di un adesivo ad alta conduttività termica per l'incapsulamento complessivo dello statore del motore può ridurre la resistenza termica tra gli avvolgimenti e il nucleo dello statore, diminuendo l'aumento della temperatura del motore di 10-18°C.
Gli ultimi brevetti mostrano che i dispositivi di impregnazione dello statore dei motori senza telaio sono stati notevolmente migliorati.
Nell'agosto 2025 è stato concesso un brevetto per modello di utilità per un 'dispositivo di impregnazione dello statore del motore senza telaio'. Questo dispositivo comprende un gruppo di supporto inferiore, un gruppo di pressatura superiore, un gruppo di tenuta interna e un gruppo di fissaggio, che può ottimizzare l'effetto di invasatura per statori di motori senza telaio.
La maggiore automazione ha portato un duplice miglioramento nella precisione della produzione e nell’efficienza produttiva. Le moderne macchine per invasatura, attraverso sistemi di controllo computerizzato, possono regolare con precisione il volume dell'adesivo, il rapporto di miscelazione, la pressione di iniezione e il ciclo di polimerizzazione.
Rispetto alle operazioni manuali tradizionali, l’efficienza dell’invasatrice aumenta di 3-5 volte , lo spreco di materiale si riduce del 70% e i costi di produzione si riducono notevolmente.
05 Impatto applicativo
Il processo di invasatura offre nuove possibilità per la progettazione dei motori. Poiché l'adesivo fornisce ulteriore supporto strutturale e percorsi di dissipazione del calore, i progettisti possono ridurre alcuni componenti strutturali garantendo al contempo le prestazioni, ottenendo un alleggerimento complessivo.
La miniaturizzazione e l’alleggerimento sono di grande importanza per robot, droni e apparecchiature mediche di precisione.
Un altro vantaggio che non può essere trascurato è la stabilità elettrica e l'affidabilità. L'elevata resistenza isolante dei materiali isolanti garantisce un isolamento affidabile tra gli avvolgimenti e tra gli avvolgimenti e il nucleo di ferro, riducendo significativamente i fenomeni di scariche parziali.
I dati mostrano che la resistenza di isolamento dei motori incapsulati può aumentare di oltre il 50% e la resistenza alla tensione può essere aumentata del 30% , riducendo significativamente il rischio di guasti elettrici.
06 Tendenze future
I progressi nella scienza dei materiali stanno portando la tecnologia dell’invasatura a livelli più alti. Nuovi materiali per l'invasatura continuano ad emergere, come adesivi nano-compositi con una maggiore conduttività termica e adesivi elastici che combinano flessibilità e resistenza, ampliando ulteriormente le prospettive applicative della tecnologia di invasatura.
In futuro, i sistemi di invasatura intelligenti saranno profondamente integrati con i software di progettazione dei motori, ottenendo l’ottimizzazione dell’intero processo, dalla progettazione alla produzione.
Funzionalità di analisi di simulazione più precise consentiranno agli ingegneri di prevedere il flusso del materiale, i processi di polimerizzazione e le prestazioni finali prima dell'invasatura. Questa tendenza verso l’integrazione tra progettazione e produzione ridurrà significativamente i cicli di ricerca e sviluppo, ridurrà i costi di tentativi ed errori e fornirà ai clienti prodotti motoristici più affidabili.
Il personale di ricerca e sviluppo di SDM ha progettato anche speciali componenti di supporto inferiore, componenti di tenuta interna e componenti di fissaggio per l'adesivo di incapsulamento. Questa apparecchiatura garantisce che l'adesivo liquido possa fluire con precisione in un ambiente sotto vuoto. Sotto il controllo preciso di -0,095 MPa, ogni piccolo spazio all'interno del motore senza telaio viene riempito perfettamente.
Quando l'ultima goccia di materiale di riempimento si solidifica e il motore inizia a ruotare, i dettagli interni potrebbero non essere mai visibili all'utente finale. Eppure, sono proprio questi processi di invasatura invisibili che supportano il movimento stabile dei bracci robotici di precisione e garantiscono la risposta accurata dei controlli di volo dei droni.
