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LATW缠绕工艺:激光辅助带材缠绕实现0.2mm薄壁护套、年产能百万级|艾思博
艾思博解析LATW缠绕工艺:激光辅助带材缠绕实现0.2mm薄壁护套、原位固结无需后固化、三种张力等级覆盖100-1000N、单台设备集成2-5组主轴、年产能百万级。
 2026-07-29
 新材料
 32页
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艾思博:2026热塑性复合材料在电机中的应用白皮书(32页) 查看报告
激光辅助带材缠绕(LATW)实现了热塑性复合材料护套的工业化量产——薄壁低至0.2毫米、原位固结无需后固化、单台设备可集成2-5组缠绕主轴、年产能达百万级。艾思博这份报告从LATW六步流程、三种张力等级到产能配置,系统呈现了这一先进制造工艺在电机护套领域的工程化应用。

LATW工艺原理与核心优势

原位固结无需后固化

LATW工艺由AFPT公司率先实现工业化落地,是制备高品质热塑性复合材料构件的创新工艺。工艺将热塑性预浸带缠绕至芯模,同步通过激光供热、辊压施压完成材料固结;构件在缠绕工序中即可实现完全致密成型,无需额外热压罐固化或后固结加工。该工艺以高效生产、成品复合材料性能优异著称。与传统热固性工艺不同,热塑性复合材料纤维已完全“固定”于基体中,仅局部区域胶带被熔化数毫秒以实现焊接,随后迅速重新固化,纤维保持原位不滑移、不起皱。

薄壁加工与自动化优势

LATW工艺一大突出优势是规模化适配能力,尤其适配壁厚低至0.2毫米的薄壁零部件加工。传统工艺中芯模预热、首层复材贴合、芯模冷却、脱模、构件裁切等工序均需人工分步操作;而LATW将所有工序集成在设备内自动化完成。针对薄壁件生产关键优势:可直接在芯模上将长管材分切为独立衬套,省去后续二次加工工序,大幅减少后处理工作量。

LATW六步工艺流程

芯模加热到部件切割的全自动化流程

第一步芯模加热——采用闭环流体温控系统预热芯模,保障最佳熔合压实效果并便于后续脱模。第二步固定材料——将第一层UD胶带固定于芯模以启动缠绕过程。第三步材料加工——高速完成带材缠绕,同步采用激光熔融焊接,激光功率由闭环控制系统自动实时调节。第四步芯模冷却——完成绕制及退火处理后冷却芯模以辅助取出。第五步制品脱模——借助脱模工装将成型工件从缠绕芯模剥离取出。第六步部件修剪/切割——去除废料边缘后在机器中将全长管材切割至所需尺寸。全流程自动化操作,人工干预极少。

三种张力等级与产能配置

标准、内置张力、外置大张力三种机头

AFPT提供三种张力等级机头以满足不同应用需求。标准绕线头(STWH,100-200N)——集成张力控制系统,适用于过盈装配、热套装配类护套的基础缠绕成型,支持在线续带和在线裁断。内置张力型缠绕机头(VWH衍生,700-900N)——改造后输出充足拉力实现中等张力缠绕,既可配套自动化产线用于定子护套生产,也可用于直接缠绕成型工艺。外置大张力机头(HBZ,1000N)——全新产品,可集成至自动化产线,对单向预浸带施加高张力,配套激光控制系统与设备精准空间定位机构,可在接近纤维断裂拉力工况下完成材料铺缠,仅适用于高性能转子直接缠绕成型。

年产能百万级的工业化配置

根据年总产量、单件缠绕时长、退火耗时等参数,单台设备可集成2-5组缠绕主轴以最大化产能。该技术可扩展性是关键优势——完成编程后,绕制工艺可在极少人工干预下大批量生产护套,具备显著成本效益。每个部件获唯一编号实现全程追溯,精准记录每卷带材缠绕时的温度、转速、压力及张力参数。无论是机器内部还是外部切割,均可实现全程质量控制。

热塑性vs热固性绕制工艺差异

热塑性纤维原位固定防止起皱

热塑预浸带内部纤维已被树脂“固定锁死”,纤维之间无法相对滑移,难以实现均匀整体张拉;纤维仅会在数厘米长度范围内短暂释放(持续时间仅几毫秒)。但热塑工艺可将纤维原位熔融固结在工件上,纤维成型后直接定型固定,压实压辊提供径向压紧力,搭配适中铺放张力即可成型,既能承受离心载荷,又可牢固锁紧转子结构。热塑性复合绕组相较于热固性具有固有优势——纤维已完全“固定”于热塑性基体中,在后续层材缠绕时先前层材不会因受压而起皱,最终形成所有纤维均处于均匀张力状态的管状复合结构。

室温加工保护永磁体

使用热固性材料直接缠绕转子时,电机需经热固化处理导致转子失磁,磁化操作必须在缠绕完成后进行。而热塑性胶带缠绕时可直接对已磁化转子进行缠绕——热塑性材料加热作用极为局部,不会导致周围环境过热,简化了制造流程并减少额外装配步骤。
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