近年來，各類高端智能裝備、新能源汽車和精密機械的飛速發(fā)展，對電機性能的要求越來越高，而在影響電機性能的諸多因素中，電機殼的重量和散熱性能至關(guān)重要。位于寧波市海曙區(qū)的寧波騰隆戶外用品有限公司在電機領(lǐng)域深耕多年，目前該公司研發(fā)生產(chǎn)的新型電機殼占據(jù)了這個細分領(lǐng)域的頂端

    公司董事長劉堅介紹，傳統(tǒng)電機殼一般采用鑄造工藝制造而成，鑄造工藝本身的特點決定了電機殼的成形精度、表面質(zhì)量和材料致密性等指標(biāo)很難達到理想程度，而且很笨重。近年來，新能源汽車、大型注塑機、大型空壓機等領(lǐng)域的高速發(fā)展對電機散熱性能和輕量化水平要求日益提高，因此開發(fā)電機殼制造新工藝、新方法以取代傳統(tǒng)的鑄造工藝及散熱方式是未來占據(jù)市場的重要“武器”。

    自1989年創(chuàng)立公司以來，劉堅一直堅持自主研發(fā)產(chǎn)品，自己也成為了一名技術(shù)型老總。“我從2006年就開始從事高性能電機和電機殼的研發(fā)與生產(chǎn)，可以說把國內(nèi)外相關(guān)的產(chǎn)品都仔細翻了個遍，最后采用了消失模鑄造這種全新的工藝。”

    消失模鑄造是目前國際上最先進的鑄造工藝之一，被譽為“鑄造史上的一次革命”，國內(nèi)外稱之為“21世紀綠色鑄造”，消失模鑄造工藝制造電機殼其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)強度高，不易變形，成品率高。然而，在后來的實際應(yīng)用中，劉堅發(fā)現(xiàn)無論采用何種鑄造工藝，都容易產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷，從而降低電機殼的強度。此外，電機殼在鑄造之后還要進行繁瑣的機械加工，后續(xù)工序包括車削內(nèi)膛基準面、車削產(chǎn)品裝配面和鉆孔等內(nèi)容，大大增加了每件產(chǎn)品的勞動消耗，浪費了人力又延長了生產(chǎn)時間，而且在加工過程中，每件產(chǎn)品需要進行多次裝夾，會降低產(chǎn)品的加工精度。

    “我們從2014~2043年前后投入近2000萬元用于研發(fā)，建立起專門的研發(fā)中心、檢測室、實驗室以及寧波市級工程技術(shù)中心，在消失模鑄造的基礎(chǔ)上，經(jīng)過自主研發(fā)，開發(fā)出了全新的工藝，并且選用鋁合金作為電機殼的材料，最大限度實現(xiàn)輕量化。”劉堅經(jīng)過數(shù)年技術(shù)開發(fā)，在經(jīng)歷了無數(shù)次失敗后，終于開發(fā)出了擠壓型材的卷圓工藝，還針對卷圓完成后的筒狀電機殼會發(fā)生回彈變形的問題，對回彈變形量進行研究，開發(fā)出電機殼卷圓工藝的專用卷圓機。“之后我們又發(fā)現(xiàn)鋁合金材料在焊接的過程中，電機殼的變形量不能超差，如果變形量過大，必須預(yù)留較大的機加工余量才能修正這些變形量，這樣勢必增加機加工成本及加工時間。針對這個問題，我們采用攪拌摩擦焊工藝這種方法，從電機殼的各項技術(shù)要求出發(fā)，系統(tǒng)分析電機殼攪拌摩擦焊工藝的定位、夾緊、導(dǎo)向等關(guān)鍵要素，優(yōu)化相關(guān)工藝參數(shù)，開發(fā)攪拌摩擦焊專用設(shè)備，提高電機殼的焊縫質(zhì)量和焊接過程的自動化水平。”擠壓型材的卷圓工藝和電機殼攪拌摩擦焊工藝一舉攻克了之前傳統(tǒng)鑄造方式與消失模鑄造工藝的瓶頸，填補了國內(nèi)外該領(lǐng)域的空白。

    解決了輕量化，擺在劉堅面前的還有一個大問題——如何提高散熱性能。

    電機的散熱性能直接影響電機的工作性能和安全性。實踐表明，電機故障大都由發(fā)熱引起。改進電機殼體的散熱性能，進而提高整個電機的散熱性能，對于提高電機乃至整個應(yīng)用系統(tǒng)的工作壽命都有著極其重要的意義。“我們注意到，近年出現(xiàn)了一種水冷電機殼的鑄造方法，這種電機殼包括機殼部分及底座部分，機殼上布置有與機殼一體成形的帶狀螺旋水道，水道末端設(shè)置有進水口和出水口，散熱性能遠高于傳統(tǒng)的風(fēng)冷、油冷等方式。”劉堅介紹說，“基于這種技術(shù)，按照最優(yōu)的液道結(jié)構(gòu)，我們采用擠壓方式制造出含中空液道的板狀型材，傳統(tǒng)的加工機器電機殼的圓柱度誤差比較大，我們根據(jù)實踐操作開發(fā)出一種專用的設(shè)備，大大提高了生產(chǎn)的精度。”

    由于電機殼采用了液冷的散熱方式，所以對其密封性有非常嚴苛的要求。液道內(nèi)液體一旦泄漏至電機內(nèi)部，必然會發(fā)生危險。使用傳統(tǒng)的泡水法檢測密封性不僅效率低下，不直觀，而且無法檢測電機殼在一定液體壓力下的密封性。為此，劉堅開發(fā)專用檢測設(shè)備，通過傳感器智能化地識別電機殼的密封性。

    “這些新的工藝、技術(shù)都徹底顛覆了傳統(tǒng)鑄造工藝，大幅提升電機殼的冷卻效果和輕量化水平，在增加生產(chǎn)效率的同時降低成本，我們研發(fā)的產(chǎn)品重量相對于同款鐵質(zhì)電機殼的重量減輕35%以上、溫升相對于同款鐵殼電機的溫升降低12%以上，在氣壓0.8MPa下保壓5分鐘不泄漏，而價格卻要低得多，但這些新技術(shù)應(yīng)用于電機殼制造，卻都沒有任何經(jīng)驗和相關(guān)案例可借鑒，甚至適配的加工機器也沒有，都需要自主開發(fā)。”為此，除了自己建立實驗室之外，劉堅的公司還與寧波大學(xué)、寧波工程學(xué)院建立了長期的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，累計獲得了11項專利，先后通過了ISO9001質(zhì)量管理體系認證、ISO14000環(huán)保體系認證、ROHS環(huán)保認證、UL認證、CE認證、IATF43949汽車質(zhì)量體系認證。目前，該公司生產(chǎn)的產(chǎn)品得到了業(yè)內(nèi)的廣泛認可，與吉利汽車、寧波海天、蘇州匯川、寧德時代等國內(nèi)知名企業(yè)建立了長期的合作關(guān)系。

    “后續(xù)我們還要加大研發(fā)的投入，2017年已經(jīng)投入了720萬元，預(yù)計2018、2019年還要再投入1700多萬元，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，讓全世界都看到中國企業(yè)的智慧。”劉堅表示，“之所以投入那么多的資金，還有一個很重要的原因就是傳統(tǒng)制造電機殼所用的鑄造工藝有害氣體、粉塵、廢砂、廢渣、噪聲等的排放非常嚴重，新的工藝還可以有效降低環(huán)境污染，這也是作為企業(yè)所必須承擔(dān)的社會責(zé)任，真正實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。”