Injeksjon av 'Stålarmering' i motorer: Avmystifiserer presisjonsstøpingsprosessen for rammeløse dreiemomentmotorer
Når det gjelder produksjon av presisjonsmotorer, bestemmer et usett prosesstrinn i det stille ytelsestaket til avansert utstyr.
Inne i en høyhastighets roterende rammeløs dreiemomentmotor , epoksyharpiks-innstøpingsmateriale injiseres nøyaktig inn i hullene i statorviklingene. I et vakuummiljø trenger harpiksen som et kapillærnettverk inn i de fineste sporene, og stivner deretter under nøyaktig temperaturkontroll.
I en tid med presisjonsproduksjon stammer eksepsjonell ytelse ofte fra de usynlige detaljene – og innstøpningsprosessen for rammeløse dreiemomentmotorer er nettopp en slik nøkkelprosedyre, skjult i motoren, men som likevel bestemmer den generelle påliteligheten.
01 Grunnleggende om prosesser
Hva er potteprosessen? Enkelt sagt innebærer det å fylle motorens indre med flytende pottemateriale, som stivner for å danne omfattende beskyttelse for viklingene. Denne typen prosess er ikke unik for moderne tid, men den har oppnådd et kvalitativt sprang som svar på de spesielle kravene til rammeløse dreiemomentmotorer.
Fordi rammeløse dreiemomentmotorer utelater den tradisjonelle motorhusstrukturen, som eksponerer statoren og rotoren direkte for vertssystemet, er deres isolasjon, varmeavledning og strukturelle fiksering avhengig av interne materialer.
Epoksyharpiks-pottemasser er for tiden det vanlige valget, som tåler driftstemperaturer over 180°C, med en termisk konduktivitetskoeffisient på 1,0-2,0 W/m·K, noe som gjør dem svært egnet for scenarier som statorisolasjon og vanntetting i nye energimotorer.
Sammenlignet med tradisjonelle produksjonsprosesser for motorer, har rollen til innstøping i rammeløse motorer blitt hevet fra «hjelpebeskyttelse» til «strukturell støtte».
Når det spesielle limet fyller hullene mellom statoren, rotoren og andre komponenter, blir de opprinnelig løse delene godt festet til en enkelt enhet. Den mest direkte effekten av denne strukturelle forsterkningen er en betydelig økning i motorens mekaniske styrke , noe som gjør at den tåler større belastninger og støt.
02 Ytelsesinnovasjon
En enkelt detalj kan ofte bestemme den generelle suksessen eller fiaskoen. Den interne strukturen til rammeløse dreiemomentmotorer er ekstremt intrikat, og tradisjonelle pottemetoder kan ikke oppfylle kravene til høy pålitelighet. Ingeniører må løse tre sentrale tekniske problemer: hvordan la pottematerialet fylle de fine plassene fullstendig , hvordan forhindre bobledannelse under herdeprosessen, og hvordan sikre at de fysiske egenskapene til materialet etter herding oppfyller kravene.
For å løse disse problemene har moderne potteprosesser utviklet et komplett sett med løsninger.
Data indikerer at motorer som bruker moderne innstøpingsprosesser opplever en gjennomsnittlig reduksjon i vibrasjonsamplitude på 40 % og en støynivåreduksjon på over 15 desibel . Enda viktigere er at pottemotorer kan oppnå den høyeste beskyttelsesgraden IP68, noe som gir stabil drift i tøffe miljøer som fuktighet, støv og saltspray.
Fra et varmespredningsperspektiv har pottematerialer typisk utmerket varmeledningsevne, noe som muliggjør rask ledning av varme generert av viklingene til motorhuset.
Sammenlignet med tradisjonell luftisolasjon reduseres den termiske motstanden til pottemotorer med 60 % , og driftstemperaturen faller med 20-30°C. Lavere driftstemperaturer betyr langsommere aldring av isolasjonsmaterialer, stabil lagersmøring og en forlengelse av motorens totale levetid med 2-3 ganger.
03 Materialformulering
Valget av epoksyharpiks pottemateriale påvirker den endelige ytelsen direkte. Forskning viser at epoksybaserte pottemasser kan fungere ved temperaturer opp til 180°C, holde seg stabile innenfor et område på -40°C til 150°C og ha en herdingskrymphastighet på under 1 %.
Forskning på sporløse børsteløse dreiemomentmotorer peker på at harpiksinnstøpingsprosessen spiller en avgjørende rolle for motorytelsen. Ved å analysere forbehandlingstemperatur, syklisk vakuumbehandling og herdemekanismen til harpiksmatrisen, fant forskerne at bruk av en forbehandlingstemperatur på 80°C i 40 minutter, kombinert med 3 sykluser med vakuumbehandling, gir de beste potteresultatene.
Behandlingsforholdene må kontrolleres nøyaktig ved -0,095 MPa, 85 °C, i 20 minutter.
Andelen av herdemidler er et annet kritisk punkt. Eksperimentelle resultater viser at når mengdene av ikke-reaktivt seighetsmiddel QY og reaktivt seighetsmiddel DFC er henholdsvis 5 g og 15 g, tilsetning av det ikke-reaktive herdemidlet først med en promotermengde på 0,3 g, når harpikssystemets adhesjon, styrke og temperaturbestandighet en optimal tilstand.
04 Teknologisk innovasjon
Fremskritt innen potteutstyr og prosesser har revitalisert denne tradisjonelle teknikken. I følge forskning fra Open University of China, kan bruk av lim med høy termisk ledningsevne for total innstøping av motorstatoren redusere den termiske motstanden mellom viklingene og statorkjernen, og senke motortemperaturstigningen med 10–18 °C.
De siste patentene viser at innstøpingsanordninger for rammeløse motorstatorer har blitt betydelig forbedret.
I august 2025 ble det gitt et bruksmodellpatent for en «rammeløs motorstatorpotteenhet». Denne enheten inkluderer en nedre støtteenhet, en øvre presseenhet, en intern tetningsenhet og en festeenhet, som kan optimere innstøpningseffekten for rammeløse motorstatorer.
Økt automatisering har gitt doble forbedringer i produksjonspresisjon og produksjonseffektivitet. Moderne pottemaskiner, gjennom datakontrollsystemer, kan justere limvolum, blandingsforhold, injeksjonstrykk og herdesyklus nøyaktig.
Sammenlignet med tradisjonelle manuelle operasjoner øker pottemaskinens effektivitet med 3-5 ganger , materialavfall reduseres med 70 % , og produksjonskostnadene reduseres betydelig.
05 Applikasjonspåvirkning
Potteprosessen gir nye muligheter for motordesign. Siden limet gir ekstra strukturell støtte og varmespredningsveier, kan designere redusere visse strukturelle komponenter samtidig som de garanterer ytelse og oppnår generell lettvekt.
Miniatyrisering og lettvekt er av stor betydning for roboter, droner og presisjonsmedisinsk utstyr.
En annen fordel som ikke kan overses er elektrisk stabilitet og pålitelighet. Den høye isolasjonsstyrken til pottematerialer sikrer pålitelig isolasjon mellom viklinger og mellom viklinger og jernkjernen, noe som reduserer delvis utslippsfenomener betydelig.
Data viser at isolasjonsmotstanden til pottemotorer kan øke med over 50 % , og spenningsmotstandsstyrken kan økes med 30 % , noe som reduserer risikoen for elektriske feil betydelig.
06 Fremtidige trender
Fremskritt innen materialvitenskap driver potteteknologi til høyere nivåer. Nye pottematerialer fortsetter å dukke opp, for eksempel nanokomposittlim med høyere termisk ledningsevne og elastiske lim som kombinerer fleksibilitet og styrke, noe som ytterligere utvider bruksmuligheter for potteteknologi.
I fremtiden vil intelligente pottesystemer være dypt integrert med programvare for motordesign, og oppnå full prosessoptimalisering fra design til produksjon.
Mer presise simuleringsanalysefunksjoner vil gjøre det mulig for ingeniører å forutsi materialflyt, herdeprosesser og endelig ytelse før potting. Denne trenden mot design-produksjonsintegrasjon vil betydelig forkorte FoU-sykluser, redusere prøving-og-feil-kostnader og gi kundene mer pålitelige motorprodukter.
FoU-personellet til SDM designet til og med spesielle nedre støttekomponenter, interne tetningskomponenter og festekomponenter for innkapslingslimet. Dette utstyret sikrer at det flytende limet kan flyte nøyaktig i et vakuummiljø. Under den nøyaktige kontrollen på -0,095 MPa, er hvert bitte lite gap inne i den rammeløse motoren perfekt fylt.
Når den siste dråpen pottemateriale stivner og motoren begynner å rotere, vil disse interne detaljene kanskje aldri bli sett av sluttbrukeren. Likevel er det nettopp disse usynlige potteprosessene som støtter den stabile bevegelsen av presisjonsrobotarmer og sikrer den nøyaktige responsen til droneflykontroller.
