1. Aperçu du processus
Le processus d'isolation HTD est une technologie de fabrication avancée qui intègre des inserts métalliques préformés (tels que des barres omnibus en cuivre, des bornes) avec des plastiques techniques en un seul composant par moulage par injection. En injectant du plastique fondu dans un moule contenant des pièces métalliques prépositionnées, il forme des composants composites combinant conductivité électrique, isolation et fonctions de support structurel. Le processus utilise un contrôle précis de la température à plusieurs niveaux (±2°C) et un contrôle de la pression d'injection à plusieurs niveaux (80 à 140 MPa), créant un verrouillage micromécanique entre le plastique et les inserts avec une force de liaison ≥ 5 N/cm. Il prend en charge une plage de températures de fonctionnement de -40°C à 150°C, avec une tension de tenue d'isolation ≥3 000 V CA et un indice de protection IP67. Il est largement appliqué dans les nouveaux systèmes triélectriques énergétiques (batterie, moteur, commande électrique) et dans les équipements de stockage d'énergie pour les composants conducteurs clés tels que les jeux de barres intégrés et les composants d'acquisition de signaux, réalisant des avancées intégrées telles qu'une réduction de poids de 40 % et 60 % de points de connexion en moins.
Tableau des paramètres de performance clés :
Catégorie | Détails des paramètres | Norme d'essai |
Matériaux de base applicables | Jeu de barres en cuivre (T2), jeu de barres en aluminium (série 6), bornes nickelées, etc. | GB/T 5585.1 |
Matières plastiques | PA6+30%GF (par défaut), PPS, PBT, PPA (facultatif) | UL94V-0 |
Performances d'isolation | Tension de tenue d'isolation ≥3000V AC (60s), résistivité volumique ≥10¹⁴ Ω·cm | CEI 60243 |
Force de liaison | Résistance au pelage plastique-métal ≥5 N/cm, pas de délaminage après cycle thermique | Norme d'entreprise |
Précision de moulage | Tolérance de positionnement de l'insertion ± 0,1 mm, écart d'épaisseur de la couche isolante ≤ ± 0,2 mm | OIN 2768-M |
Précision de moulage | Tolérance de positionnement de l'insertion ± 0,1 mm, écart d'épaisseur de la couche isolante ≤ ± 0,2 mm | OIN 2768-M |
Performances de gestion thermique | Température de déformation thermique du matériau ≥150°C, tenue à court terme 180°C | CEI 60068-2-14 |
2. Processus de base et flux de travail de fabrication
2.1 Conception de la topologie de positionnement d'insertion
Système de positionnement en boucle fermée : utilise des trous de positionnement décalés + des broches de positionnement bidirectionnelles pour garantir un déplacement de l'insert ≤ 0,1 mm pendant l'injection, évitant ainsi les courts-circuits ou l'espacement inégal entre les barres omnibus multicouches.
Renforcement des composants de support : définit les pièces de support isolantes entre les barres omnibus adjacentes pour étendre la distance de fuite ≥ 12 mm et résister à la force d'impact d'injection grâce au verrouillage des trous de positionnement des inserts de pilier.
2.2 Technologie de contrôle d'injection à plusieurs étages
Pression d'injection en trois étapes : la faible vitesse initiale empêche le déplacement de l'insert, la vitesse moyenne élevée garantit l'intégralité du remplissage, la pression de maintien finale compense le retrait. Combiné avec une conception de porte en forme d'éventail pour une encapsulation uniforme par fusion des inserts.
Processus d'adaptation du matériau : pour le matériau PA6+30 % GF, la température du canon est segmentée (zone d'alimentation 50°C → buse 240°C), la température de fusion 260 ± 5°C, la température du moule 80°C pour équilibrer la cristallinité et la contrainte interne.
2.3 Traitement de surface et amélioration de la liaison
Prétraitement des inserts : les barres omnibus en cuivre subissent un dégraissage par ultrasons et un décapage à l'acide pour éliminer les oxydes, suivis d'une phosphatation et d'un revêtement d'apprêt spécialisé pour améliorer l'adhérence du plastique.
Scellage par injection secondaire : après le moulage initial, les broches de positionnement sont rétractées et les trous de positionnement subissent une injection secondaire pour garantir une encapsulation complète sans points faibles.
2.4 Étapes du flux du processus de production (version optimisée)
Étape | Processus de base | Points techniques clés | Norme de sortie |
1 | Insérer un prétraitement | Dégraissage, décapage, phosphatation, apprêt | Tension superficielle ≥40 mN/m |
2 | Estampage et pliage de précision | Les broches bidirectionnelles serrent les inserts de manière synchrone | Tolérance de positionnement ±0,1 mm |
3 | Moulage par injection | Contrôle de pression en trois étapes, température de fusion 260 ± 5 °C | Épaisseur d'isolation 1,5 ± 0,2 mm |
4 | Refroidissement et réglage | Température du moule 80°C, temps de refroidissement ≈70% du cycle | Déformation de gauchissement ≤0,15 % |
5 | Contrôle qualité | Tension de tenue d'isolation, force d'adhérence, rayons X | Taux de défauts ≤0,05 % |
3. Points forts techniques du HTD
3.1 Technologie de positionnement des inserts de précision
Utilise une conception de broche bidirectionnelle et de trous décalés, associée à des capteurs intégrés au moule, pour obtenir un déplacement de l'insert ≤ 0,1 mm sous un impact d'injection de 140 MPa, améliorant ainsi la précision du positionnement de 300 % par rapport aux méthodes à point unique.
3.2 Simulation et optimisation complètes
Utilise le logiciel CAE pour la simulation de moulage afin de prédire le flux de matériaux, la variation d'épaisseur et les défauts potentiels, en optimisant la conception du moule et les paramètres de processus afin de réduire les coûts et les risques des essais.
3.3 Contrôle qualité et automatisation rigoureux
Intègre la robotique pour le chargement/déchargement automatique des inserts. Les systèmes de vision industrielle et de radiographie en ligne atteignent une couverture de 100 % pour la détection des défauts internes, contrôlant le taux de défauts à ≤0,05 %.
4. Scénarios typiques d’application du produit
Système de batterie - Système de connexion de cellules intégré (CCS) : Intègre les circuits d'échantillonnage aux barres omnibus principales via un moulage par micro-injection, prenant en charge une précision d'échantillonnage de tension de ± 2 mV et réduisant le temps d'assemblage du module de 50 %.
Système de contrôle électrique - Base du dissipateur thermique IGBT : La plaque de base en cuivre et le PPS thermiquement conducteur sont moulés ensemble, réduisant la résistance thermique de 0,05 K/W, adapté aux applications SiC haute fréquence.
Système moteur - Barre omnibus de stator/borne en épingle à cheveux : Intègre les extrémités des fils en épingle à cheveux avec un cadre en plastique par moulage par insert, résistant à des températures élevées de 180 °C et aux vibrations à grande vitesse.
Système de stockage d'énergie - Barre omnibus d'interconnexion de cluster de batteries : Barre omnibus en aluminium de grande section moulée avec isolation, 35 % plus légère que le cuivre, passant les tests au brouillard salin ≥1000h.
5. Pourquoi choisir HTD ?
5.1 Percée en matière de fiabilité intégrée
La force de liaison plastique-métal atteint 15 à 50 MPa grâce au micro-verrouillage ; survit à 1 000 cycles thermiques (-40°C~150°C) sans délaminage.
5.2 Efficacité de la production et optimisation des coûts
L'automatisation robotisée augmente la capacité de production de 50 % et réduit les points de connexion de 60 %. Utilisation des matériaux ≥95 % grâce à l'optimisation des canaux.
