Planteamiento del problema
Los motores eléctricos modernos, desde PMSM hasta sistemas BLDC y de CC, están bajo una creciente presión de eficiencia: diseños más compactos, mayores densidades de potencia y condiciones ambientales cambiantes exigen técnicas de conexión que deben reemplazar cada vez más los sujetadores convencionales. Los elementos de fijación mecánica como tornillos o clips a menudo no alcanzan el rendimiento necesario en términos de Resistencia a la vibración, carga térmica o velocidad del proceso. Al mismo tiempo, aumentan los requisitos de automatización y velocidad de producción en procesos en serie. Los métodos de unión clásicos pueden generar desechos, un mayor esfuerzo de montaje o tensión en los componentes. Ahí es exactamente donde residen los desafíos que adhesivos industriales en soluciones de motores eléctricos abordar.
Fundamentos técnicos
Requisitos funcionales de los adhesivos en la construcción de motores eléctricos
Resistencia a la temperatura y gestión térmica:
Los motores eléctricos generan un calor considerable durante el funcionamiento. Los sistemas adhesivos no solo deben soportar este calor (a menudo hasta ~180 °C), sino que, en muchos casos, también deben disiparlo de manera eficiente mediante formulaciones de encapsulación o relleno de huecos con conductividad térmica. Una gestión térmica eficiente aumenta la vida útil de los devanados y los materiales de aislamiento.
Carga mecánica y dinámica:
Las uniones del estator y el rotor están sometidas a cargas de cizallamiento y tracción alternas debido a vibraciones, par motor y ciclos térmicos. Por lo tanto, los adhesivos de alta calidad deben tener altas resistencias al cizallamiento y a la tracción y, al mismo tiempo, compensar las cargas dinámicas.
Resistencia química:
Los aceites, refrigerantes o medios de limpieza no deben debilitar las uniones adhesivas. Una alta resistencia química es obligatoria para uniones de motor duraderas.
Aislamiento eléctrico y térmico:
Aplicaciones como el encapsulado de bobinados o el aislamiento entre componentes requieren adhesivos que ofrezcan aislamiento eléctrico y permanezcan térmicamente estables al mismo tiempo.
Clases de materiales relevantes
• Adhesivos (met)acrílicos: Ampliamente utilizados para uniones de fricción de diversos sustratos con curado rápido.
• Adhesivos anaeróbicos: Especialmente adecuados para la unión de imanes y uniones del lado del rotor, ofrecen alta resistencia al cizallamiento y a la tracción.
• Resinas epoxi: Típicos para encapsulado e impregnación de bobinados, combinan buen aislamiento con resistencia a la temperatura.
• Selladores de silicona: Sellan carcasas y pasamuros, siendo elásticos durante los ciclos térmicos.
Métodos / Enfoques
Unión de imanes (Magnet Bonding)
Al instalar imanes permanentes En las estructuras del rotor o del estator, los adhesivos sustituyen a las fijaciones mecánicas. El encolado distribuye las cargas por toda la superficie, elimina los picos de tensión en imanes frágiles y reduce el ruido causado por las vibraciones.
Aspectos técnicos:
- Uso de sistemas de curado anaeróbico o rápido.
- Transmisión homogénea de la fuerza en el compuesto.
- Protección contra la corrosión y efecto barrera contra la humedad.
Encolado de paquetes de chapa
Encolado de paquetes de hierro laminado puede mejorar la eficiencia eléctrica y reducir las pérdidas por corrientes de Foucault. Los adhesivos compensan las diferencias de expansión térmica entre las capas de material y reducen la holgura mecánica entre capas.
Encapsulado de estator y bobinado
Las masas de encapsulado rellenan completamente los huecos entre los bobinados y el núcleo. Esto estabiliza mecánicamente, mejora la disipación de calor y protege contra la humedad y las cargas químicas. Formulaciones termoconductoras apoyan la gestión térmica durante el funcionamiento.
Encolado de rodamientos y ejes
Aplicación de adhesivos para la fijación de rodamientos y la unión de ejes con componentes mecánicos puede compensar tolerancias, reducir holguras y acortar tiempos de montaje.
Soluciones Kisling
Enfoque de la cartera: Adhesivos industriales, selladores y encapsulantes, especialmente formulados para los requisitos de la construcción de motores eléctricos, incluyendo resistencia a la temperatura hasta aprox. 180 °C, resistencia a vibraciones y productos químicos, así como capacidad de proceso automatizable.
Productos/tecnologías de ejemplo:
- Adhesivos anaeróbicos para la unión de imanes y capas de unión estáticas.
- Sistemas 1K y 2K para geometrías complejas con posibilidades de aplicación precisas mediante boquilla o pulverización rotativa.
- Encapsulantes termoconductores para una mejor gestión térmica en el estator.
- Variantes adaptadas a diferentes sustratos como aluminio, cobre, ferritas o plásticos.
Los sistemas Kisling tienen en cuenta Automatización para altas frecuencias de ciclo, esto es importante para la producción en serie en la electromovilidad y la tecnología de accionamientos industriales, ya que reduce los tiempos de inactividad y los residuos.
Aplicación / Ejemplo
Pegado de imanes en el rotor
En un rotor BLDC típico se deben segmentos de imanes permanentes fijar de forma resistente a las vibraciones y sin tensiones. Con los sistemas de adhesivos anaeróbicos, los segmentos magnéticos se posicionan con precisión y se fijan en cuestión de minutos, sin tratamiento térmico posterior adicional. El resultado: Niveles de ruido reducidos, mayor estabilidad dinámica y tensiones mecánicas reducidas en los imanes.
Encapsulado del estator en PMSM
Mediante masas de encapsulado térmicamente conductoras, se alivia eficientemente el bobinado del calor. El diseño compacto de los motores síncronos modernos se beneficia aquí de puntos calientes reducidos y una vida útil prolongada del aislamiento eléctrico.
Ayuda para la decisión / Selección
Lista de comprobación para la selección de adhesivos
- Temperatura de funcionamiento y requisitos térmicos:
Seleccione una formulación que permanezca estable por encima de las temperaturas de funcionamiento esperadas más altas del motor. - Cargas mecánicas:
La alta resistencia al cizallamiento y a la tracción es esencial para sistemas rotativos y la unión de imanes. - Combinaciones de materiales:
Adhesión a diferentes sustratos (metales, plásticos, ferritas) determina la estabilidad a largo plazo. - Integración de procesos:
El tiempo de curado, la capacidad de automatización y la tecnología de dosificación influyen en el rendimiento y la reproducibilidad en la fabricación. - Resistencia química y ambiental:
Considere influencias como agentes de limpieza, temperaturas de funcionamiento y humedad.
Conclusión
Los adhesivos industriales son hoy en día una parte integral de la fabricación de motores eléctricos, ya que abordan requisitos mecánicos, térmicos y químicos más allá de las técnicas de sujeción convencionales. La selección correcta, adaptada a la temperatura, el caso de carga y la combinación de materiales, no solo mejora los procesos de producción, sino también la fiabilidad y la eficiencia de las aplicaciones finales. Las soluciones de Kisling ofrecen para ello una amplia gama de productos de pegado, sellado y encapsulado aptos para procesos, diseñados específicamente para los retos de la electromovilidad y las aplicaciones industriales.
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