机器人散热用什么导热材料?汉高方案解析
2026-10-20
来源:汉高
人形机器人关节模组,运行时热流密度高,而内部空间紧凑,散热路径有限。持续高温可能影响控制精度与长期可靠性。驱动板散热需兼顾导热、电气绝缘、低应力及工艺适配。汉高针对关节模组,从导热灌封、间隙填充到瞬态热管理,提供差异化选型路径。本文围绕关节模组散热核心需求,梳理相关材料方案与产品特性,供研发与产线工程师参考。
定子线圈灌封:导热与防护一体化
LOCTITE® PE 8083是一款双组分导热灌封产品,其导热系数为0.8–1.2 W/(m·K),混合粘度在25°C条件下为15,000–25,000 mPa·s,具有低粘度特性以便于加工,并可通过加热实现固化,推荐固化条件为80°C 1小时加120°C 2小时。该产品具备良好的电气绝缘性能,体积电阻率在150°C条件下大于1×10¹² Ω·cm,同时具有较强的抗热冲击性能,可承受-40至150°C的温度范围。

LOCTITE® PE 8083的ATF耐受性和抗热冲击性能(-40至150°C),使其在需要长期油浸或冷热冲击耐久测试的场景中可作为候选方案之一。具体选型需评估驱动板工作温度、固化条件及耐油要求,灌封工艺可采用点胶或灌注方式,固化条件需与产线节拍匹配。
驱动板间隙填充:低应力与低硅释放
驱动板与散热壳体或掌部结构之间常存在制造公差导致的间隙。液体间隙填充剂在组装中对敏感元件施加的应力更小,适用于对机械应力敏感的场景。汉高导热凝胶属于液体热管理材料,具有高贴合性,能在点胶后保持形状不变,填充形状复杂、表面不规则的间隙。对于驱动板而言,低应力特性有助于缓解热循环中的热膨胀系数应力,维持长期稳定性。间隙填充材料的流速和触变特性影响填充效果,需根据间隙尺寸选择。
BERGQUIST® GAP FILLER TGF 1500LVO导热系数为1.8 W/m·K,是一款双组分导热液体间隙填充剂,具有超贴合性。该产品经测试硅释放水平有所降低,适用于对硅胶敏感的应用场景,粘接强度较低,便于后续操作。对于热流密度更高的驱动板工况,BERGQUIST® GAP FILLER TGF 3600导热系数达3.6 W/m·K,模量较低,有助于缓解热循环中的热膨胀系数应力,操作温度范围为-60°C至200°C,可在室温下固化,加热可加速固化速率。两款产品可根据驱动板间隙大小、热流密度及硅敏感性要求进行选择,具体应用需结合实测验证。对于自动化点胶,材料的混合比例和操作时间需纳入考量。

驱动板瞬态热管理:相变材料与导热垫片
关节模组在大扭矩运动过程中,驱动板瞬时热量快速上升。针对这类瞬态热冲击场景,汉高推荐采用相变材料方案。汉高的PCM相变材料在室温下呈固态,到工作温度转变为流动状态,在相变过程中具有较高吸热能力,有助于降低温度峰值,降低局部热点温度,提升系统热稳定性。该方案适用于存在间歇性高负载的驱动板散热场景,具体效果需结合热仿真与实测评估。相变材料的相变温度应与驱动板工作温度区间匹配。BERGQUIST® HI FLOW THF 5000UT是一款可返工相变热界面材料,设计用于散热器与各类发热元件之间,材料在其相变温度下流动。
对于驱动板与散热器之间相对规则且面积较大的热界面,导热填隙垫片是可选方案。BERGQUIST® GAP PAD® TGP 10000ULM导热系数可达10.0 W/m·K,具备良好的公差补偿能力。此外,BERGQUIST® LIQUI FORM TLF 10000等液体间隙填充剂适用于复杂界面,具有超低界面热阻和优异润湿性能。驱动板散热方案可根据稳态热流密度、瞬态热峰值及装配工艺灵活组合,选型时需综合评估驱动板工作温度、间隙公差、硅释放敏感性及后续可维护性要求。导热垫片适用于平整界面,而凝胶适用于复杂界面,两者可结合使用。

关节模组驱动板散热选型,核心在于区分稳态散热与瞬态热管理需求。若驱动板需要同时实现散热与整体防护,导热灌封胶可作为优先候选方案之一;若驱动板与壳体之间以间隙填充为主且对机械应力敏感,低应力导热凝胶可作为适配方案之一;若驱动板存在明显的瞬时热峰值,相变材料可提供主动热管理支持。汉高通过覆盖灌封、填隙与相变三类材料的技术组合,为驱动板散热提供差异化选型路径,帮助工程师根据具体工况定位合适的方案。汉高材料方案在人形机器人热管理领域具有较全面的产品组合,可覆盖关节模组驱动板、主控单元等不同应用场景的热管理需求,如需进一步评估材料在具体工况下的适用性,汉高应用工程团队可提供材料评估与验证支持。

