Les résines époxy, grâce à leur excellente adhérence sur une grande variété de supports comme les métaux, les céramiques, le verre, les composites …, permettent aujourd’hui de résoudre des problématiques de montage jusque-là résolues par des assemblages mécaniques. Les résines époxy peuvent donc rendre certains assemblages plus simples, plus légers et plus fiables. Focus sur une nouvelle application : le collage des ferrites de moteurs électriques en remplacement d’un assemblage par agrafe.
Au sommaire :
1 - Les ferrites, pièces maitresses des moteurs électriques à courant continu
3 - Intégration au process de production automatisé
Les nouvelles formes de micro-mobilité (trottinettes, gyropodes, vélos…) ont fortement développé la demande de moteurs électriques. Les industriels doivent être capables de fournir des moteurs plus fiables, plus légers et moins couteux. C’est dans cette optique que certains industriels ont décidé de réétudier la conception et le process de production de leurs moteurs électriques. Désormais, chez certains fabricants, les ferrites magnétiques sont assemblées à la carcasse du moteur par un collage utilisant une résine époxy.
1 - Les ferrites, pièces maitresses des moteurs électriques à courant continu
Les ferrites font partie des pièces majeures d’un moteur électrique à courant continu. Elles contribuent au champ magnétique interne du moteur indispensable pour son fonctionnement. Les ferrites de moteurs électriques à courant continu sont des pièces cylindriques en céramique ferromagnétique, un matériau très dur et relativement fragile.
Communément, les ferrites sont assemblées au stator (carcasse du moteur) en métal grâce à un système d’agrafes. Cette méthode d’assemblage efficace est pourtant remise en question car elle nécessite des pièces supplémentaires : les agrafes, et des étapes de production supplémentaires. Elles alourdissent donc l’ensemble, complexifient l’assemblage et sont moins fiables car soumises à des vibrations importantes qui peuvent engendrer des casses.
2 - Assemblage mécanique VS assemblage industriel par collage : comment la résine d’époxy répond aux besoins
Pour assembler les ferrites au stator, certains fabricants ont donc décidé d’abandonner l’assemblage mécanique par agrafe au profit d’un collage par résine époxy. Une solution plus fiable, plus légère, et relativement simple à intégrer au process de fabrication automatisé ou semi-automatisé.
En effet, les résines époxy présentent plusieurs avantages notamment au niveau de leur robustesse. Elles ont une très bonne tenue en cisaillement, une grande résistance aux impacts et un bon amortissement des vibrations. Elles ne perturbent pas non plus les caractéristiques magnétiques et électriques à l’intérieur du moteur.
S’agissant dans la plupart des cas de productions automatisées ou semi-automatisées, la rapidité de collage et d’assemblage sont des critères importants pour les industriels. Les résines époxy, et plus précisément les résines mono-composant, ont un temps de prise très court (quelques secondes). Seulement, elles ne polymérisent (durcissent) pas à température ambiante. Il est donc nécessaire d’intégrer un système de chauffe adapté et suffisamment puissant pour accélérer la réaction.
Pour en savoir plus 💡 : Comment choisir entre résine époxy mono-composant et bi-composants pour une application industrielle ?
3 - Intégration au process de production automatisé
Dans l’application de l’un de nos clients utilisant désormais la résine époxy pour le collage de ses ferrites, un poste de montage semi-automatisé a été créé en parallèle de la ligne de production principale. Entre les temps de convoyage, de manipulation par la pince pneumatique et par l’opérateur, la dépose de la colle, il a été possible d’atteindre des temps de cycle de l’ordre de 6 secondes pour 2 ferrites.
Une fois les ferrites encollées, celles-ci repartent dans le process de fabrication principal. Elles sont alors montées automatiquement dans la carcasse cylindrique du moteur. C’est à cette ultime étape qu’il a été nécessaire d’intégrer un système de chauffe pour que la polymérisation de résine s’effectue.
Pour accélérer le temps de prise de la résines et ne pas pénaliser les temps de cycles globaux, un dispositif de chauffe par induction a été installé.
Le principe est simple, la carcasse encollée avec les ferrites passe au centre d’une bobine parcourue par un courant électrique. La carcasse métallique chauffe alors par induction et communique sa chaleur à la résine qui polymérise. Dans cette installation, le temps de cycle pour cette étape est de l’ordre de 5 secondes.
Découvrez plus de précisions à ce sujet dans notre article : Résines époxy pour l'industrie : comprendre leurs caractéristiques techniques.
Toutefois, pour que l’étape de collage soit réussie, outre l’adaptation de l’outil de production, il est important de respecter quelques conditions.
En effet, il faut veiller au préalable à ce que :
- Les pièces soient propres (sans poussières, sans huile...),
- Le jeu entre la ferrite et la carcasse soit de moins de 10 microns.
- Un traitement de surface ait été réalisé (galvanisation, électro zingage zinc nickel…)
Si ces conditions sont remplies, la polymérisation est plus rapide et l’assemblage plus solide.
En résumé
L’exemple de cette transition d’un assemblage mécanique vers un collage époxy est de plus en plus fréquent. Au-delà des bénéfices en termes de robustesse et de simplicité, les industriels sont à la recherche de solutions compétitives pour réduire leurs coûts de fabrication ce qui est bien souvent le cas des solutions à base de résine époxy. Si vous réfléchissez à remplacer des assemblages mécaniques par des assemblages par résine époxy, la meilleure option est de vous faire accompagner par un expert. Il pourra vous éclairer sur les résines les plus adaptées à votre cas, faire des tests avec vous et évaluer les modifications dans votre process à envisager.
Pour aller plus loin💡: Production industrielle : pourquoi utiliser les résines époxy ?
Nos conseils pour tirer parti des résines époxy dans l’industrie. Vous avez des questions ? Un nouveau projet ? Contactez-nous.
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