Injektovanie 'oceľovej výstuže' do motorov: Demystifikácia procesu presného zalievania pre bezrámové momentové motory
V oblasti výroby presných motorov nevídaný procesný krok ticho určuje výkonnostný strop špičkových zariadení.
Vo vnútri vysokorýchlostné otáčanie bezrámový momentový motor , zalievací materiál z epoxidovej živice je presne vstrekovaný do medzier vinutia statora. Vo vákuovom prostredí živica preniká ako kapilárna sieť do najjemnejších drážok, potom tuhne pod presnou kontrolou teploty.
V ére precíznej výroby mimoriadny výkon často pramení z týchto neviditeľných detailov – a proces zalievania pre bezrámové momentové motory je presne taký kľúčový postup, ktorý je skrytý v motore a zároveň určuje celkovú spoľahlivosť.
01 Základy procesu
Aký je proces zalievania? Jednoducho povedané, ide o naplnenie vnútrajška motora tekutým zalievacím materiálom, ktorý stuhne a vytvorí komplexnú ochranu vinutia. Tento typ procesu nie je jedinečný v modernej dobe, ale dosiahol kvalitatívny skok v reakcii na špeciálne požiadavky bezrámových momentových motorov.
Pretože bezrámové momentové motory vynechávajú tradičnú štruktúru krytu motora, čím je stator a rotor priamo vystavený hostiteľskému systému, ich izolácia, odvod tepla a konštrukčná fixácia závisia od vnútorných materiálov.
Zalievacie hmoty z epoxidovej živice sú v súčasnosti hlavnou voľbou, sú schopné odolávať prevádzkovým teplotám nad 180 °C s koeficientom tepelnej vodivosti 1,0-2,0 W/m·K, vďaka čomu sú veľmi vhodné pre scenáre, ako je izolácia statorov a hydroizolácia v nových energetických motoroch.
V porovnaní s tradičnými procesmi výroby motorov bola úloha zalievania v bezrámových motoroch povýšená z 'pomocnej ochrany' na 'konštrukčnú podporu.'
Akonáhle špeciálne lepidlo úplne vyplní medzery medzi statorom, rotorom a ďalšími komponentmi, pôvodne uvoľnené časti sú pevne spojené do jedného celku. Najpriamejším účinkom tohto konštrukčného zosilnenia je výrazné zvýšenie mechanickej pevnosti motora , čo mu umožňuje odolávať väčšiemu zaťaženiu a nárazom.
02 Inovácia výkonu
Jediný detail môže často rozhodnúť o celkovom úspechu alebo neúspechu. Vnútorná štruktúra bezrámových momentových motorov je mimoriadne zložitá a tradičné metódy zalievania nedokážu splniť ich požiadavky na vysokú spoľahlivosť. Inžinieri musia vyriešiť tri kľúčové technické problémy: ako umožniť zalievaciemu materiálu úplne vyplniť jemné priestory , ako zabrániť tvorbe bublín počas procesu vytvrdzovania a ako zabezpečiť, aby fyzikálne vlastnosti materiálu po vytvrdnutí spĺňali požiadavky..
Na riešenie týchto problémov vyvinuli moderné procesy zalievania kompletnú sadu riešení.
Údaje naznačujú, že motory využívajúce moderné procesy zalievania zaznamenávajú priemerné zníženie amplitúdy vibrácií o 40 % a zníženie hladiny hluku o viac ako 15 decibelov . Ešte dôležitejšie je, že zaliate motory môžu dosiahnuť najvyššie krytie IP68, čo umožňuje stabilnú prevádzku v drsnom prostredí, ako je vlhkosť, prach a soľná hmla.
Z hľadiska rozptylu tepla majú zalievacie materiály zvyčajne vynikajúcu tepelnú vodivosť, ktorá umožňuje rýchle vedenie tepla generovaného vinutím do krytu motora.
V porovnaní s tradičnou vzduchovou izoláciou je tepelný odpor zaliatych motorov znížený o 60% a prevádzková teplota klesá o 20-30°C. Nižšie prevádzkové teploty znamenajú pomalšie starnutie izolačných materiálov, stabilné mazanie ložísk a predĺženie celkovej životnosti motora 2-3 krát.
03 Zloženie materiálu
Výber zalievacieho materiálu z epoxidovej živice priamo ovplyvňuje konečný výkon. Výskum ukazuje, že zalievacie hmoty na báze epoxidu môžu fungovať pri teplotách až do 180 °C, zostávajú stabilné v rozsahu od -40 °C do 150 °C a majú rýchlosť zmršťovania pri vytvrdzovaní pod 1 %..
Výskum bezdrážkových bezkartáčových momentových motorov poukazuje na to, že proces zalievania živicou hrá kľúčovú úlohu vo výkone motora. Analýzou teploty predúpravy, cyklickej vákuovej úpravy a mechanizmu vytvrdzovania živicovej matrice výskumníci zistili, že najlepšie výsledky zalievania poskytuje použitie teploty predúpravy 80 °C počas 40 minút v kombinácii s 3 cyklami vákuovej úpravy.
Podmienky spracovania musia byť presne kontrolované pri -0,095 MPa, 85 °C, počas 20 minút.
Ďalším kritickým bodom je podiel spevňujúcich činidiel. Experimentálne výsledky ukazujú, že keď sú množstvá nereaktívneho spevňujúceho činidla QY a reaktívneho spevňujúceho činidla DFC 5 g a 15 g, pridaním nereaktívneho spevňujúceho činidla najskôr s množstvom promótora 0,3 g dosiahne priľnavosť, pevnosť a teplotnú odolnosť živicového systému optimálny stav.
04 Technologické inovácie
Pokroky v zalievacích zariadeniach a procesoch oživili túto tradičnú techniku. Podľa výskumu z Open University of China môže použitie lepidla s vysokou tepelnou vodivosťou na celkové zaliatie statora motora znížiť tepelný odpor medzi vinutiami a jadrom statora, čím sa zníži nárast teploty motora o 10–18 °C..
Najnovšie patenty ukazujú, že bezrámové zalievacie zariadenia statora motora boli výrazne vylepšené.
V auguste 2025 bol udelený patent úžitkového vzoru na 'Bezrámové zalievacie zariadenie na stator motora'. Toto zariadenie obsahuje spodnú podpornú zostavu, hornú lisovaciu zostavu, vnútornú tesniacu zostavu a upevňovaciu zostavu, ktorá môže optimalizovať zalievací efekt pre bezrámové statory motora.
Zvýšená automatizácia priniesla dvojité zlepšenie v presnosti výroby a efektívnosti výroby. Moderné zalievacie stroje dokážu prostredníctvom počítačových riadiacich systémov presne upraviť objem lepidla, pomer miešania, vstrekovací tlak a cyklus vytvrdzovania.
V porovnaní s tradičnými ručnými operáciami sa účinnosť zalievacieho stroja zvyšuje 3-5 krát , odpad materiálu sa znižuje o 70% a výrobné náklady sa výrazne znižujú.
05 Vplyv aplikácie
Proces zalievania ponúka nové možnosti pre dizajn motora. Keďže lepidlo poskytuje dodatočnú štrukturálnu podporu a cesty odvádzania tepla, dizajnéri môžu znížiť určité konštrukčné komponenty a zároveň zaručiť výkon, dosiahnuť celkové odľahčenie.
Miniaturizácia a odľahčenie majú veľký význam pre roboty, drony a presné lekárske vybavenie.
Ďalšou výhodou, ktorú nemožno prehliadnuť, je elektrická stabilita a spoľahlivosť. Vysoká izolačná pevnosť zalievacích materiálov zaisťuje spoľahlivú izoláciu medzi vinutiami a medzi vinutiami a železným jadrom, čo výrazne znižuje javy čiastočného výboja.
Údaje ukazujú, že izolačný odpor zaliatych motorov sa môže zvýšiť o viac ako 50 % a odolnosť voči napätiu sa môže zvýšiť o 30 % , čím sa výrazne zníži riziko elektrických porúch.
06 Budúce trendy
Pokroky vo vede o materiáloch posúvajú technológiu zalievania na vyššiu úroveň. Stále sa objavujú nové zalievacie materiály, ako sú nanokompozitné lepidlá s vyššou tepelnou vodivosťou a elastické lepidlá spájajúce flexibilitu a pevnosť, čím sa ďalej rozširujú aplikačné možnosti technológie zalievania.
V budúcnosti budú inteligentné zalievacie systémy hlboko integrované so softvérom na návrh motora, čím sa dosiahne optimalizácia celého procesu od návrhu až po výrobu.
Presnejšie možnosti simulačnej analýzy umožnia inžinierom predvídať tok materiálu, procesy vytvrdzovania a konečný výkon pred zalievaním. Tento trend smerom k integrácii dizajnu a výroby výrazne skráti cykly výskumu a vývoja, zníži náklady na pokusy a omyly a poskytne zákazníkom spoľahlivejšie produkty motorov.
Pracovníci výskumu a vývoja SDM dokonca navrhli špeciálne spodné podporné komponenty, vnútorné tesniace komponenty a upevňovacie komponenty pre zapuzdrovacie lepidlo. Toto zariadenie zaisťuje, že tekuté lepidlo môže presne tiecť vo vákuovom prostredí. Pod presnou kontrolou -0,095 MPa je každá malá medzera vo vnútri bezrámového motora dokonale vyplnená.
Keď posledná kvapka zalievacieho materiálu stuhne a motor sa začne otáčať, koncový užívateľ tieto vnútorné detaily nikdy neuvidí. Napriek tomu sú to práve tieto nevídané procesy zalievania, ktoré podporujú stabilný pohyb presných robotických ramien a zabezpečujú presnú odozvu riadenia letu dronu.
