Gli adesivi per motori elettrici vengono utilizzati per incollare, fissare, isolare, sigillare e stabilizzare i componenti all’interno dei sistemi di propulsione per droni e piattaforme robotiche. Questi adesivi trovano impiego in applicazioni quali l’incollaggio di magneti, il fissaggio di rotori e alberi, l’assemblaggio dei pacchi dello statore, l’impregnazione degli avvolgimenti e il fissaggio dell’isolamento.
Questa categoria presenta i produttori di adesivi per motori elettrici che offrono soluzioni per veicoli aerei senza pilota (UAV) e sistemi senza equipaggio.
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Gli adesivi per motori elettrici vengono utilizzati per incollare, fissare, isolare, sigillare e stabilizzare i componenti dei motori. Questi materiali possono contribuire a gestire le vibrazioni, i cicli termici, i carichi centrifughi, l’isolamento elettrico e gli spazi ristretti. Nelle piattaforme senza equipaggio, la scelta dell’adesivo può influire sulla durata del motore e sulla ripetibilità della produzione.
Nella produzione di motori elettrici, gli adesivi vengono selezionati in base al giunto specifico. La scelta è influenzata da fattori quali i substrati, la geometria della linea di incollaggio, la temperatura di esercizio, il comportamento di transizione vetrosa, la rigidità, l’espansione termica, il ritiro da polimerizzazione, i requisiti elettrici, l’esposizione chimica e il processo di polimerizzazione. Anche la preparazione delle superfici e il controllo della linea di incollaggio rivestono un’importanza fondamentale. La qualificazione specifica per l’applicazione è particolarmente importante per i veicoli aerei senza pilota (UAV), i veicoli terrestri senza pilota (UGV), i veicoli di superficie senza pilota (USV), i veicoli subacquei autonomi (AUV) e i sistemi robotici.
Adesivo per motori elettrici, TA437, di Permabond.
Gli adesivi epossidici sono ampiamente utilizzati per garantire resistenza strutturale, riempimento di fessure, resistenza termica o isolamento elettrico. Le formulazioni possono essere impiegate per l’incollaggio di magneti, l’impregnazione degli avvolgimenti, i componenti dello statore e i giunti tra materiali compositi e metallo. La ricerca di adesivi epossidici ad alte prestazioni per i motori in fibra di carbonio dei droni riguarda spesso le strutture composite che circondano i sistemi di propulsione compatti, dove l’intero giunto deve essere idoneo a sopportare carichi, cicli termici e differenze di dilatazione dei materiali.
Gli adesivi acrilici sono in grado di garantire un incollaggio resistente con tempi di indurimento relativamente rapidi, rendendoli utili laddove la velocità di produzione è fondamentale. La loro tenacità può contribuire a assorbire le vibrazioni. La scelta dipende comunque dalla resistenza termica, dalle condizioni della superficie, dallo spessore dello spazio da colmare, dall’esposizione chimica e dai materiali presenti nell’assemblaggio.
Gli adesivi anaerobici polimerizzano quando vengono confinati tra superfici metalliche idonee in assenza di ossigeno. I prodotti di fissaggio sono adatti a giunti cilindrici a stretto accoppiamento, inclusi alberi, manicotti, boccole, mozzi e sedi dei cuscinetti. Possono integrare gli accoppiamenti a pressione, sebbene si debbano considerare le dimensioni del giunto, l’attività del metallo, le condizioni di indurimento, la temperatura e i requisiti di smontaggio.
Gli adesivi e gli incapsulanti siliconici vengono generalmente scelti nei casi in cui la flessibilità, l’isolamento elettrico, la protezione ambientale o i cicli termici siano più importanti della rigidità strutturale. Essi sono in grado di proteggere sensori, terminali e interfacce elettroniche, assecondandone al contempo i movimenti. È necessario verificare la chimica di indurimento, l’adesione, il comportamento dielettrico, i requisiti di degassamento e la compatibilità dei materiali.
Gli adesivi poliuretanici possono combinare la resistenza di incollaggio con una maggiore elasticità rispetto a molti sistemi strutturali rigidi. Ciò li rende adatti ad assemblaggi esposti a vibrazioni, urti o espansione termica. Le prestazioni dipendono dalla formulazione, in particolare laddove si prevedono temperature elevate, umidità, oli, refrigeranti o carburanti.
I cianoacrilati polimerizzano rapidamente e sono adatti a componenti di piccole dimensioni, giunti a stretto accoppiamento e fasi di produzione che richiedono una rapida resistenza alla manipolazione. Possono inoltre fungere da ausili di fissaggio temporaneo. Poiché le prestazioni possono essere sensibili alla distanza tra i giunti, al substrato, all’umidità, alla temperatura e ai carichi d’urto, richiedono un’attenta valutazione prima dell’impiego in giunti strutturali critici dei motori.
L’adesivo per magneti dei motori elettrici viene comunemente utilizzato per fissare i magneti permanenti alle strutture del rotore o dello statore. I rotori ad alta velocità pongono requisiti particolari ai magneti incollati, poiché le sollecitazioni centrifughe, la dilatazione termica e l’accelerazione possono mettere a dura prova la linea di incollaggio. La preparazione della superficie, lo spessore della linea di incollaggio, i rivestimenti dei magneti, la temperatura di esercizio e la ritenzione secondaria possono influire sull’affidabilità del giunto.
I gruppi rotore e albero possono avvalersi di adesivi strutturali o composti di fissaggio in corrispondenza di manicotti, mozzi, lamierini e altre interfacce cilindriche. L’adesivo può colmare giochi controllati e distribuire il carico, ma non deve sostituirsi alla progettazione a livello di rotore. L’equilibratura, le condizioni di sovravelocità, la fatica, la temperatura, le tolleranze di accoppiamento e la ripetibilità di produzione rimangono fattori importanti ai fini della qualificazione.
L’incollaggio adesivo può stabilizzare i pacchi statori laminati o ridurre il ricorso a fissaggi meccanici o saldature in determinati progetti. Il processo deve preservare l’allineamento, la precisione dimensionale e il comportamento magnetico ed elettrico richiesto. L’applicazione dell’adesivo, lo fuoriuscito, il ritiro da indurimento, la temperatura di indurimento, la dilatazione termica e il controllo delle tolleranze sono particolarmente importanti nei casi in cui il motore utilizzi un piccolo traferro.
Le resine di impregnazione possono immobilizzare i conduttori dello statore sotto carico elettromagnetico e vibratorio, sostenendo al contempo il sistema di isolamento. È possibile optare per l’impregnazione sotto vuoto o a gocciolamento, a seconda della geometria del motore e delle esigenze di produzione. Oltre al fissaggio, sono importanti la penetrazione, il controllo delle cavità, la viscosità, il programma di polimerizzazione, la classe termica, le prestazioni dielettriche e la compatibilità con il filo magnetico.
I materiali di incollaggio possono fissare i rivestimenti delle scanalature, rinforzare gli avvolgimenti terminali, sostenere i conduttori e stabilizzare i componenti isolanti. Nei motori compatti per sistemi senza pilota, queste aree possono offrire poco spazio per il fissaggio meccanico. Il materiale deve garantire il fissaggio richiesto senza compromettere i percorsi di raffreddamento, la compatibilità dell’isolamento, le distanze elettriche o le tolleranze di assemblaggio.
I composti di ritenzione possono sostenere cuscinetti, boccole, manicotti e componenti cilindrici simili con giochi controllati. L’applicazione deve evitare di contaminare le superfici dei cuscinetti o di ostacolare le operazioni di manutenzione. I progettisti dovrebbero inoltre tenere conto del comportamento di polimerizzazione, dell’espansione termica, delle procedure di rimozione e dei carichi assiali, radiali e torsionali trasmessi.
Adesivo per motori elettrici, TA4590, di Permabond.
La qualificazione degli adesivi per motori elettrici dovrebbe combinare prove standardizzate sui materiali o sui sistemi di isolamento con test rappresentativi relativi a substrati, geometria dei giunti, preparazione delle superfici, processo di indurimento, temperatura, vibrazioni e carichi di esercizio. A seconda della piattaforma, la qualificazione potrebbe inoltre dover tenere conto di umidità, esposizione al sale, immersione in acqua, pressione, altitudine, oli, liquidi di raffreddamento o combustibili.
Queste norme forniscono utili punti di riferimento, ma i fornitori di adesivi per motori elettrici industriali e i produttori di motori necessitano comunque di dati specifici per l’applicazione che riflettano l’assemblaggio incollato, i meccanismi di invecchiamento e il processo di produzione.
Lo sviluppo si concentra sempre più su carichi termici più elevati, ingombri ridotti, miglioramento del trasferimento di calore, polimerizzazione controllata e produzione ripetibile.
Questi sviluppi riflettono una tendenza più ampia a considerare le prestazioni degli adesivi, l’architettura del motore, il processo di produzione e l’ambiente operativo come un unico problema di progettazione integrato.
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