SLS 尼龍燒結突破薄壁與繞線應力極限?馬達定子絕緣塑件取代射出成型應用

2026-06-15

尼龍燒結應用:馬達定子絕緣罩使用 SLS 3D列印的優勢

SLS 尼龍燒結可製作複雜結構件,適用於馬達定子開發過程中的塑膠件

SLS 尼龍燒結可製作複雜結構件,適用於馬達定子開發過程中的塑膠件

在電動車(EV)、無人載具(AGV/AMR)、自動化產業、醫療器材等科技產業改款速度持續加快,研發單位面臨時間壓力與創新挑戰。而馬達是傳動的核心,其中最關鍵的——定子(Stator)的研發流程中,「絕緣罩」開發流程需透過傳統模具射出,影響整體專案進度。

這個套在定子鐵芯兩端、用以隔離漆包線與矽鋼片的塑膠零件,其設計與物理需求嚴苛,常遇到的困難如下:

  1. 薄壁極限: 為極大化 空間利用率 以提升馬達功率,絕緣罩壁厚通常僅 0.5mm 至 1.2mm,這個是 CNC加工 或 3D列印技術 不容易做到的。

  2. 機械應力: 自動繞線機在纏繞銅線時產生極大拉力,結構若剛性不足,極易破損。

  3. 耐溫與絕緣: 馬達運轉過程中產生的高溫,材料必須連續耐溫達 130°C 以上,並具備優異的介電強度,避免高壓擊穿。

    SLS可以列印出僅有0.5mm的薄壁,應用於定子絕緣件

    SLS可以列印出僅有0.5mm的薄壁,應用於定子絕緣件

傳統製造流程,大廠在研發初期面臨「雙重夾擊」:若選擇鋼模射出成型,開模具的時間以及模具費用高,若有設計變更時,修改設計時間成本高;如果選擇用CNC加工,費用高而且需要特定的CNC加工廠才做得出來這類複雜結構的樣品,如果選擇 FDM 3D 列印,薄壁零件容易發生 Z軸 層間剝離,且卡扣受力時易從列印層斷裂,或是因為支撐設定錯誤造成支撐塌掉,造成特徵列印失敗。

傳統FDM技術因為支撐列印失敗造成零件缺陷

傳統FDM技術因為支撐列印失敗造成零件缺陷

 

趨勢:SLS 選擇性雷射燒結技術已成為小批量生產的選項

根據全球增材製造的最新數據,新能源產業的馬達產品, 已將 SLS(選擇性雷射燒結)技術全面導入馬達零部件的直接生產取代傳統製造。其中具備工業級性能與營運成本低於傳統製造方式的 SLS 技術,已成為馬達廠 研發單位 突破製程限制的利器。

SLS尼龍燒結列印馬達外殼保護罩

SLS尼龍燒結列印馬達外殼保護罩

1. 各向同性(Isotropic)的機械強度

SLS 技術利用雷射熔融粉末技術,列印成品在 X、Y、Z 軸方向具備強度一致的特性。這表示經由 SLS 燒結出來的絕緣罩,即使面對繞線機的拉力,也不容易產生斷裂或破損。

SLS尼龍燒結的材料物性表 TechnicalDataSheet 呈現各方向強度接近

SLS尼龍燒結的材料物性表 TechnicalDataSheet 呈現各方向強度接近

2. RAISE 3D獨家開發的耐溫 PA NEXT 材料

RAISE3D 的SLS部門,開發出可以耐溫的PA NEXT材料,採用升級的 PA12 尼龍材料,在 0.45MPa 下的熱變形溫度,最高可達 156.5°C ,能適應馬達內部的高溫環境。且表面沒有階梯狀層紋的特性,確保漆包線在繞線過程中絕緣漆不被刮傷破壞。

RAISE 3D的 PA NEXT 材料呈現的耐溫數據可達130度以上

RAISE 3D的 PA NEXT 材料呈現的耐溫數據可達130度以上

3. 取代模具的黃金線:單件成本降低 42%

由於 SLS 技術具備「不須支撐(Support-Free)」的先天優勢,在成型空間內,設計師可以進行高密度、多層次的零件重疊排版(Nesting)。與同級競爭對手相比,高效率的工作流能為研發單位降低高達 42% 的單件製造成本,成功跨越了「中低批量免開模」的經濟黃金線。

RAISE 3D的 RMS220尼龍燒結設備,軟體可以自動排版,空間利用最大化,滿足少量生產需求

RAISE 3D的 RMS220尼龍燒結設備,軟體可以自動排版,空間利用最大化,滿足少量生產需求

 

💡 結語:開啟數位製造新紀元

數位製造的精髓在於「在對的階段使用對的工具」。大廠可於產品設計極初期,利用現有的 FDM 設備進行基礎幾何空間確認;一旦進入功能性繞線測試或數百套的小批量試產階段,則交由工業級 SLS 系統進行一體成型、高強度尼龍零件的直接量產。這套全方位的數位工作流程,正是為台灣馬達與智慧動能產業提供的升級方案。

 

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起城科技 專注於尼龍燒結與桌上型CNC

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