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1. Princípio de Funcionamento e Classificação Principal dos Redutores Em sistemas de transmissão mecânica, um redutor funciona como um dispositivo intermediário crítico que conecta a fonte de energia ao atuador. Seu mecanismo principal envolve a redução por engrenagens e a amplificação do torque por meio da transmissão mecânica. Especificamente, o redutor emprega um sistema de engrenagens onde o eixo de entrada (com menos dentes) engrena com a engrenagem maior do eixo de saída, desacelerando efetivamente a força rotacional de alta velocidade do motor primário e aumentando o torque de saída. Como resultado, os redutores são amplamente utilizados em equipamentos de transmissão de baixa velocidade e alto torque, sendo considerados um fator chave que influencia o desempenho de robôs. Os redutores estão disponíveis em diversos tipos e modelos para atender às variadas necessidades de transmissão de potência em diferentes setores. Eles podem ser classificados de várias maneiras. Com base na precisão de controle, os redutores são categorizados em redutores de uso geral e redutores de precisão. Os redutores de uso geral oferecem menor precisão de controle, mas são suficientes para a transmissão básica de potência em máquinas em geral. Os redutores de precisão, por outro lado, apresentam alta exatidão, longa vida útil, folga mínima e confiabilidade superior, tornando-os ideais para aplicações de controle de alta precisão em robótica industrial, robótica colaborativa, automação industrial e outros campos de manufatura avançada. Os redutores de precisão, principalmente os redutores RV e os redutores harmônicos, são componentes essenciais na fabricação de equipamentos de ponta, como robôs, representando aproximadamente 35% do custo total de um robô industrial. Esses redutores são amplamente utilizados em aplicações de controle de alta precisão, incluindo robôs industriais, robôs colaborativos e automação industrial, onde enfrentam grandes desafios técnicos. Especificamente, os redutores harmônicos são projetados para aplicações leves e de baixa carga, enquanto os redutores RV são otimizados para cenários de carga média a alta, que exigem alto torque e rigidez. Estes últimos demandam tecnologia mais avançada, apresentam maiores desafios na produção e montagem e têm uma taxa de produção nacional menor. Atualmente, a Nabtesco, do Japão, mantém uma posição de liderança nesse mercado global. Devido às suas distintas características técnicas em princípios de transmissão e projetos estruturais, esses dois sistemas demonstram vantagens complementares em produtos e domínios de aplicação, atendendo a diversos cenários e indústrias de uso final. Uma comparação concreta em robótica industrial é a seguinte: projeto de redutor harmônico RV Princípio de transmissão e estrutura de desaceleração O redutor é composto por uma transmissão planetária involuta de primeiro estágio e uma transmissão planetária cicloidal de segundo estágio. Pelo menos dois eixos excêntricos são usados para conectar o redutor de segundo estágio. O pinhão e a engrenagem cicloidal são feitos de peças fundidas sólidas e aço. O sistema é composto por três partes principais: a roda flexível, a roda rígida e o gerador de ondas. É simples e compacto, e o material, o volume e o peso são menores do que os do redutor RV. Características de desempenho Grande volume, alta capacidade de carga (a carga de torque admissível pode atingir 28.000 N·m), alta rigidez; Ao mesmo tempo, o produto utiliza uma estrutura de sobreposição relativamente complexa, o processo de fabricação e o controle de custos são mais difíceis. O volume é pequeno e a carga é baixa (o torque admissível chega a 1.500 N·m), mas a engrenagem principal é um elemento flexível, e seu desempenho diminui gradualmente sob deformações repetidas, limitando a capacidade de carga e a vida útil do produto. O produto pode atingir maior torque e resistência a impactos, rigidez torsional, maior resistência à fadiga, maior precisão e alta precisão de movimento. A transmissão por engrenagem flexível tem baixa vida útil e fraca resistência à torção. A articulação sinovial é mais adequada para juntas com alto torque e carga pesada, como a base, a cintura e o braço de robôs. Geralmente é usada para posições com carga leve, como antebraço, pulso e mão. Na prática, os redutores RV são usados principalmente para cargas acima de 20 kg, enquanto os redutores harmônicos RV são recomendados para cargas entre 6 kg e 20 kg. Para cargas abaixo de 6 kg, normalmente são usados redutores harmônicos. Principais áreas de aplicação de terminais: O campo de robôs de médio e grande porte, representado por indústrias como automotiva, fotovoltaica, soldagem, dobra, pulverização, paletização, processamento de metais, transporte e terminais portuários. As indústrias de eletrônica 3C, semicondutores, alimentos, moldagem por injeção, moldes e médica apresentam alta demanda por robôs de pequeno porte. 2. Princípio de funcionamento e características do redutor RV: Conforme definido na norma GB/T 34897-2017 “Rolamentos de precisão para redutores RV em robôs industriais com rolamentos”, um redutor RV é um mecanismo de transmissão composto por um redutor de engrenagem planetária como estágio frontal e um redutor cicloidal como estágio traseiro. Ele apresenta alta relação de transmissão e capacidade de travamento automático sob condições específicas. O redutor RV, desenvolvido a partir da transmissão planetária tradicional com pinos de torção, apresenta um sistema de redução de dois estágios, composto por um redutor de engrenagens planetárias como estágio inicial e um redutor cicloidal com pinos como estágio final, com pelo menos dois eixos excêntricos conectando os dois estágios. Sua carcaça e o redutor cicloidal são acoplados solidamente por meio de peças fundidas e componentes de aço, formando um trem de engrenagens diferencial fechado. Essa inovação não apenas supera as limitações das transmissões cicloidais convencionais com pinos, mas também oferece uma série de vantagens, incluindo alta precisão (com folga entre os dentes inferior a 1 minuto de arco), rigidez excepcional, durabilidade superior, alta densidade de potência (compacto e potente), ampla faixa de redução de velocidade e vibração mínima. O processo de transmissão de movimento do redutor RV opera da seguinte forma: a rotação do servomotor é transmitida às engrenagens planetárias através da engrenagem de entrada. Com base na relação de transmissão entre a engrenagem de entrada e as engrenagens planetárias, a velocidade é reduzida correspondentemente (redução do primeiro estágio). O virabrequim é conectado diretamente às engrenagens planetárias, mantendo a mesma velocidade de rotação. Duas engrenagens cicloidais são instaladas entre a seção excêntrica do virabrequim e os rolamentos de agulhas. Quando o virabrequim gira, as engrenagens cicloidais montadas na seção excêntrica também realizam um movimento excêntrico em torno do eixo de entrada. Por outro lado, a caixa dos rolamentos de agulhas contém agulhas espaçadas uniformemente em intervalos, com uma agulha adicional por engrenagem cicloidal. À medida que o virabrequim completa uma rotação completa, as engrenagens cicloidais engatam com as agulhas enquanto realizam um movimento excêntrico. Durante esse processo, o porta-satélites de saída gira a distância de um dente na direção oposta à rotação do virabrequim. Essa rotação é então transmitida ao eixo da unidade de redução de segundo estágio (redução de segundo estágio). A relação de redução total é o produto das relações de redução do primeiro e do segundo estágios.  

Como sistema de transmissão de potência em acionamentos elétricos, o redutor pode reduzir a velocidade e aumentar o torque para atender à demanda normal de potência dos usuários. Ele inclui principalmente sistema de engrenagens, rolamentos, diferencial, carcaça e outros acessórios. Os principais atributos e requisitos de desempenho são tamanho, peso, eficiência e NVH (ruído, vibração e aspereza). Os redutores de acionamento elétrico atuais apresentam predominantemente um design de eixo paralelo de dois estágios e velocidade única, que oferece uma estrutura simples e alta relação custo-benefício, tornando-se a solução dominante indiscutível. No entanto, à medida que os usuários exigem cada vez mais espaço e autonomia nos veículos, a pressão sobre vários subsistemas aumenta significativamente. Como um componente crítico, os redutores de acionamento elétrico agora enfrentam desafios substanciais em termos de espaço, peso e eficiência. As principais montadoras e gigantes internacionais de sistemas de propulsão estão explorando ativamente arquiteturas inovadoras, como arranjos de engrenagens planetárias. Atualmente, os modelos de produção em massa com engrenagens planetárias são encontrados principalmente em veículos de gama média a alta de marcas internacionais como Audi e-tron, Jaguar Land Rover I-Pace e Lucid Air. Na China, apenas a marca Jike e alguns modelos da Geely adotarão essa tecnologia a partir de 2024. Enquanto isso, o mercado da cadeia de suprimentos de engrenagens planetárias para carros de passeio é quase inteiramente dominado por gigantes globais como Schaeffler e ZF. Fabricantes nacionais como a Xingqu estão expandindo ativamente sua presença nesse setor. No futuro, espera-se que as engrenagens planetárias coaxiais ganhem significativa tração no mercado, principalmente nos segmentos de veículos de médio a alto padrão. A necessidade de alta compactação em sistemas de transmissão ▶ situação atual Como um componente chave do trem de força, o motor elétrico afeta consideravelmente o layout do veículo. Com a crescente demanda do público por espaço interno e no porta-malas, e com a plataformaização do veículo e do trem de força, o trem de força precisa ter alta adaptabilidade ao layout do veículo. Portanto, o espaço e a regularidade do motor elétrico precisam ser maiores. Como mostrado na figura abaixo, o tamanho do sistema de transmissão afeta diretamente a direção X (direção longitudinal do veículo) do motor elétrico e, consequentemente, o espaço no carro ou no porta-malas. Figura 1 Diagrama esquemático do layout do sistema de transmissão Fonte: Informação pública O sistema de transmissão atual emprega predominantemente configurações de eixos paralelos, onde as dimensões do eixo X são diretamente influenciadas pela distância entre os eixos de entrada e saída. Os padrões da indústria para as dimensões do eixo X são geralmente os descritos na tabela abaixo. Embora as caixas de engrenagens planetárias atualmente detenham uma pequena participação de mercado, sua demanda deverá crescer significativamente no futuro. A Schaeffler, uma das principais defensoras das caixas de engrenagens planetárias, desenvolveu modelos com dimensões do eixo X de 30% a 401111111111 menores do que os sistemas tradicionais de eixos paralelos. Torque de saída <3000Nm 3000-4000Nm 4000-5000Nm Dimensão do eixo X <400mm 400-600mm 460-480mm ▶ lançando o desafio O sistema de transmissão atual comprime o espaço ao extremo. Após a redução da distância entre centros, surgem riscos relacionados à resistência do eixo ao dente e ao NVH (Ruído, Vibração e Aspereza). A distância reduzida entre centros impõe restrições aos parâmetros macroscópicos dos dentes da engrenagem, incluindo limitações de módulo, riscos de flexão da raiz e desafios quanto à resistência do contato da superfície do dente. Além disso, a resposta de torque aprimorada e as frequentes demandas de frenagem regenerativa em veículos de novas energias impõem requisitos de resistência mais rigorosos aos dentes da engrenagem e aos diferenciais. É necessária otimização na seleção de materiais, nos processos de tratamento térmico e nas técnicas de reforço superficial. A necessidade de sistemas de transmissão leves ▶ situação atual Para veículos de novas energias, particularmente os modelos puramente elétricos, a autonomia é uma preocupação fundamental para os usuários, enquanto o peso impacta significativamente a autonomia. O sistema de propulsão elétrica representa aproximadamente 511.111.111.111 do peso total do veículo, sendo que o sistema de transmissão representa cerca de 501.111.111.111 do peso do sistema de propulsão elétrica. Como o peso do sistema de transmissão afeta diretamente o custo e as dimensões, o baixo peso também é um requisito crítico para o sistema de propulsão elétrica. Atualmente, os redutores de eixos paralelos dominam o mercado com mais de 95% de adoção, onde o peso se correlaciona com o torque de saída, conforme mostrado na tabela abaixo. A série Zhi Ji L7/L6 apresenta carcaças em liga de magnésio-alumínio, alcançando um peso 30% menor do que as carcaças convencionais em liga de alumínio. Embora as caixas de engrenagens planetárias detenham atualmente uma pequena participação de mercado, sua demanda deverá crescer significativamente. Como pioneira na tecnologia de redutores de engrenagens planetárias, as soluções da Schaeffler reduzem o peso em 30% a 40% em comparação com os redutores de eixos paralelos tradicionais. Torque de saída <3000Nm 3000-4000Nm 4000-5000Nm Peso (peso seco) <25kg 25-30kg 30-35kg ▶ lançando o desafio Para atender à demanda por sistemas de transmissão leves, os redutores são normalmente otimizados por meio do projeto estrutural e da seleção de materiais. A otimização estrutural reduz diretamente o uso de material, mas essa abordagem também introduz riscos de resistência e confiabilidade, bem como problemas de NVH (Ruído, Vibração e Aspereza). Embora as carcaças de liga de magnésio-alumínio sejam econômicas, elas sofrem com fluência em altas temperaturas e baixa rigidez, o que agrava ainda mais os riscos de NVH. A necessidade de transmissão eficiente ▶ situação atual Outro fator crítico que afeta a autonomia do veículo é a eficiência da propulsão elétrica. Além dos padrões CLTC (Teste e Certificação de Veículos de Nova Energia da China), a eficiência em alta velocidade constante tornou-se uma preocupação fundamental para os usuários. Condições comuns de condução em alta velocidade, como 100 km/h e 120 km/h, exigem sistemas de transmissão de alta velocidade e alta eficiência com baixo torque de saída. Considerações importantes incluem a arquitetura da transmissão, o layout do eixo, a seleção dos rolamentos, a precisão das engrenagens, o projeto da cavidade da carcaça e a escolha do lubrificante. Com as montadoras adotando aplicações de montagem, condições operacionais refinadas e avanços nas tecnologias de componentes, a eficiência CLTC das caixas de câmbio tem melhorado constantemente. Antes de 2020, a eficiência CLTC geralmente girava em torno de 97,5%, com alguns fabricantes atingindo 97,5%. Por exemplo, a G9 da XPeng Motors (modelo 2022) demonstrou uma eficiência CLTC medida superior a 97,5%, enquanto a G6 (modelo 2023) alcançou 97,6%. ▶ lançando o desafio Atualmente, o redutor de alta eficiência é obtido basicamente pela redução da perda de torque e da perda de velocidade. Reduzir a perda de torque aprimorando a precisão do engrenamento, reduzindo a rugosidade da superfície dos dentes e a taxa de deslizamento, e utilizando rolamentos de esferas de baixa resistência ao rolamento. Reduzir a perda de velocidade: O cárter de óleo seco minimiza a perda por agitação do óleo, e lubrificantes de baixa viscosidade são recomendados. A alta precisão de engrenamento e a baixa rugosidade da superfície dos dentes impõem maiores exigências à tecnologia de usinagem das engrenagens do eixo e ao ritmo de produção, o que também significa um custo de produção mais elevado. A capacidade de proteção do rolamento da engrenagem do eixo será reduzida quando se selecionar óleo lubrificante de baixa viscosidade, o que representa um desafio maior para a confiabilidade do rolamento da engrenagem do eixo. A necessidade de transmissão silenciosa ▶ situação atual À medida que os consumidores priorizam cada vez mais o silêncio do veículo, a falta de mascaramento do ruído do motor nos sistemas de acionamento elétrico torna seu ruído mais perceptível. Além disso, o ruído das caixas de câmbio de acionamento elétrico normalmente se situa na faixa de frequência média a alta, que os usuários podem perceber facilmente. Com os recentes avanços nos processos de fabricação de veículos nacionais e na qualidade dos materiais, a qualidade sonora geral dos veículos melhorou significativamente, o que acentuou ainda mais o ruído de assobio dos sistemas de acionamento elétrico. Nos sistemas de transmissão modernos, os problemas de NVH (Ruído, Vibração e Aspereza) vão além do ruído de contato entre o eixo e os dentes da engrenagem. Os clientes agora priorizam o conforto de condução e a qualidade acústica, mas também percebem ruídos de batida e transições bruscas durante as mudanças de torque. Isso reflete a crescente complexidade dos desafios de NVH na engenharia automotiva. Em sistemas de transmissão padrão, a câmara semi-amortecida normalmente produz um nível médio de ruído de 5 decibéis (dB) a 1 metro de distância e cerca de 70 dB(A) sob condições de torque máximo, com alguns fabricantes atingindo níveis de ruído abaixo de 65 dB(A). ▶ Lançando o desafio: Comparados aos veículos convencionais, os veículos de novas energias enfrentam maiores desafios de desenvolvimento de NVH devido à ausência do efeito de mascaramento dos motores de combustão interna e à crescente demanda dos usuários por silêncio na cabine. O ruído do sistema de transmissão nesses veículos envolve predominantemente sons de média a alta frequência, que são particularmente sensíveis aos ouvidos humanos. Com inúmeros componentes rotativos e desafios significativos na produção em massa e na estabilidade da montagem, o ruído da transmissão tornou-se uma das principais fontes de reclamações dos clientes. NVH (Ruído, Vibração e Aspereza) é uma percepção subjetiva intimamente ligada a considerações de custo. Como as expectativas dos usuários variam entre os diferentes segmentos de veículos, o estabelecimento de objetivos de desenvolvimento de NVH deve estar alinhado, em primeiro lugar, com o posicionamento do veículo e o perfil demográfico do usuário-alvo. A resolução de problemas de NVH abrange todo o ciclo de desenvolvimento do veículo. Uma vez identificados, o processo envolve testes, análises, simulações computacionais, categorização do problema, formulação da solução e validação. Além de um processo de desenvolvimento robusto, a experiência prática desempenha um papel fundamental no enfrentamento desses desafios. Para solucionar o ruído agudo do sistema de transmissão, a excitação estrutural é a causa raiz, enquanto o controle do caminho é igualmente crítico. Estratégias de melhoria de NVH que visam tanto a fonte quanto o caminho frequentemente entram em conflito com os requisitos de redução de peso, ao mesmo tempo que elevam os custos. Além da complexidade inerente e das demandas em constante evolução dos desafios de NVH, alcançar um equilíbrio multidimensional entre medidas de mitigação de NVH, redução de peso e controle de custos representa um desafio significativo de tomada de decisão para OEMs e fornecedores em todos os níveis.  

Por que a arquitetura de 48V? (Principais benefícios) O princípio fundamental da arquitetura de 48V é "aumentar a tensão mantendo a potência de saída para reduzir a corrente", proporcionando uma série de vantagens importantes: 1. Alta eficiência e baixa perda: De acordo com a fórmula da potência CC P = V × I, quando a potência permanece constante, a tensão quadruplica (de 12V para 48V), enquanto a corrente diminui para um quarto do seu valor original. Segundo a lei de Joule, a perda de calor em um fio (P_perda = I² × R) é proporcional ao quadrado da corrente. Quando a corrente é reduzida a um quarto, a perda na linha diminui para um décimo sexto do valor original, melhorando significativamente a eficiência energética. Leve e de baixo custo: Correntes menores permitem o uso de fios mais finos (com áreas de seção transversal menores). Isso reduz diretamente o peso dos cabos do sistema e os custos de materiais, o que é crucial para áreas sensíveis ao peso, como a automotiva e a robótica. 3. Alta densidade de potência: Para dispositivos robóticos, motores menores e cabos mais finos permitem projetos de juntas mais compactos e leves, aumentando a flexibilidade e a integração. Segurança e Herança: 48 V serve como a tensão máxima segura em aplicações típicas, eliminando a necessidade de medidas rigorosas de segurança elétrica e, assim, reduzindo a complexidade e os custos do sistema. É uma evolução natural dos sistemas de baixa tensão existentes (12 V/24 V), mantendo a continuidade técnica (com baterias de chumbo-ácido com classificação em múltiplos de 6 V). Revisão da História do Desenvolvimento da Arquitetura de 48 V: Linha de desenvolvimento: do atendimento a necessidades básicas à busca por extrema eficiência, campo de aplicação de instalações fixas a plataformas móveis. Padrões iniciais (início do século XX): 48 V CC tornou-se a tensão padrão para centrais telefônicas fixas, lançando as bases para as modernas redes de telecomunicações. A evolução da indústria automotiva: Era dos 6 V: Três baterias de chumbo-ácido de 2 V conectadas em série, o que era o padrão inicial. Era dos 12V: Com a proliferação de sistemas elétricos veiculares e o aumento da demanda por energia, a configuração evoluiu para seis baterias conectadas em série (6V×2). Era dos 24V: Veículos comerciais, devido à sua alta demanda por energia, adotam uma configuração de bateria em série com 12 células (12V×2) para reduzir a corrente e melhorar a eficiência. Revolução dos Data Centers (por volta de 2016): Liderada pelo Google e pelo Open Compute Project (OCP), essa iniciativa abordou o consumo massivo de energia dos servidores implementando a distribuição de energia de 48V, o que reduziu significativamente o desperdício de energia e os custos operacionais. Avanço Automotivo (2023-2024): A Cybertruck da Tesla tornou-se o primeiro veículo de produção a adotar totalmente um sistema de propulsão de 48V, substituindo o sistema de 12V utilizado por décadas e demonstrando seu imenso potencial em plataformas móveis. Adoção na Robótica (desde 2020): Robôs industriais, de logística e de serviços adotaram a arquitetura de 48V para alcançar maior eficiência, menor peso e designs mais compactos. O ano inaugural da robótica humanoide (2024): Fabricantes líderes, incluindo o Optimus da Tesla e o IRON da XPeng, adotaram a arquitetura de bateria de 48V, estabelecendo-a como o novo padrão para plataformas avançadas de robótica móvel. A arquitetura de 48V serve como a base fundamental para que os robôs alcancem "tamanho compacto, maior duração da bateria e interação inteligente". Por que o GaN é a solução preferida para acionamento de motores? (Principais vantagens) Os chips de GaN (nitreto de gálio), com suas principais vantagens de baixa perda e alta densidade de potência, superaram as limitações dos dispositivos tradicionais baseados em silício, emergindo como a principal direção de desenvolvimento para acionamentos de motores de média e baixa tensão. As principais vantagens dos chips de GaN incluem: Baixa perda de comutação: Característica de recuperação reversa zero, sem corrente de cauda, baixa perda de comutação do capacitor, perda de sobreposição tensão-corrente otimizada, reduzindo significativamente a perda total do sistema. Adaptabilidade a alta frequência: Suporta frequência PWM mais alta (muito além da faixa de 6-16 kHz dos dispositivos baseados em silício). O aumento da frequência resulta em um incremento mínimo na perda de potência, reduzindo efetivamente a ondulação da corrente e do torque do motor, ao mesmo tempo que aprimora a precisão do controle. Alta densidade de potência: Permite que componentes passivos menores (indutores e capacitores) alcancem uma corrente de saída maior sob as mesmas condições, suportando cargas maiores. Ambientes adversos e resposta rápida: Apresenta baixa elevação de temperatura, resistência térmica superior, resposta dinâmica rápida e adaptabilidade a condições operacionais complexas. Comparação dos parâmetros principais de drivers de motor baseados em GaN e Si (IGBT/MOSFET) - Razão de contraste: Driver de motor baseado em GaN; Driver de motor baseado em Si (IGBT/MOSFET). I. Características básicas dos materiais: gap de energia: 3,4 eV (banda proibida larga, resistente a altas temperaturas e pressões); 1,12 eV (banda proibida estreita, limite de baixa tolerância); condutividade térmica: Aproximadamente três vezes maior que a do silício (alta condutividade térmica); Valor de referência (aproximadamente 150 W/(m·K), com baixa condutividade); velocidade de saturação de elétrons: 2,8 × 10⁷ cm/s (suporta comutação de alta frequência); Aproximadamente 1 × 10^7 cm/s (desempenho limitado em alta frequência). II. Desempenho do interruptor Frequência máxima de comutação Suporta nível de MHz (tipicamente 100kHz+; alguns cenários atingem MHz) Classificado em 20kHz, mas normalmente opera entre 6-16kHz (a operação em alta frequência causa perda de potência significativa) Carga de recuperação reversa Zero (sem perda de recuperação reversa, suporta comutação de alta di/dt/dv/dt) O IGBT requer diodos em paralelo, que ainda incorrem em perda de recuperação reversa; o diodo de corpo do MOSFET tem um Qrr alto. Tempo morto Mínimo 14ns (reduz harmônicos de torque e vibração) 100-500ns (pode causar descontinuidade de corrente, levando a harmônico de torque de sexta ordem) III. Características de Perda Redução da perda de comutação (comparada ao silício) Regime discreto reduzido em 39% (11,6 W vs 19 W), regime combinado reduzido em 24,5% (12,3 W vs 16,3 W) Valor base (alta frequência causa alta taxa de perda, limitando a eficiência) aumento de frequência incremento de perda O aumento de potência é de apenas 0,7 W quando a frequência é aumentada de 20 kHz para 40 kHz, com o incremento de perda reduzido em 83%. A potência de saída aumenta em 4,1 W quando a potência de saída é aumentada de 20 kW para 40 kW (com a perda aumentando significativamente à medida que a frequência aumenta). Resistência de condução (RDS(on)) Baseada em gás de elétrons bidimensional (2DEG), é muito menor do que a de dispositivos de silício com as mesmas especificações. A resistência de condução (RDS) do MOSFET aumenta com a corrente e a temperatura, enquanto o IGBT mantém uma tensão de saturação constante, mas apresenta perda de corrente na cauda. IV. Propriedades Térmicas Resistência térmica do dispositivo (Rth (is)) Tão baixa quanto 0,5 K/W (flip-chip/CCP, caminho térmico curto) 1,5-2 K/W (encapsulamento tradicional com baixa eficiência de dissipação de calor) Diferenças na temperatura de junção com o mesmo consumo de energia Baixa temperatura do corpo (20-40 °C) (condução de calor rápida, acúmulo mínimo de calor) A temperatura é muito alta e pode acionar a proteção contra superaquecimento Necessidade de dissipadores de calor Não é necessário dissipador de calor para dispositivos abaixo de 200 W; a solução de encapsulamento selado de 1 kW elimina a necessidade de um dissipador de calor quando a corrente é inferior a 18 A. Sistemas de média e baixa potência ainda requerem dissipadores de calor, enquanto módulos de resfriamento a ar frio/líquido de grande escala para alta potência. V. Características do Projeto do Sistema Volume de componentes passivos A substituição do capacitor eletrolítico de 330 μF por um capacitor cerâmico de 22 μF reduz o tamanho do indutor (diminuindo os requisitos capacitivos-indutivos em altas frequências). Dependem de capacitores eletrolíticos e indutores de grande volume (exigindo simulação de ondulação de corrente em baixa frequência). Densidade de potência (corrente de saída) A solução discreta oferece uma relação de valor de corrente efetiva 3,5 A maior (Si), suportando maior capacidade de carga com a mesma elevação de temperatura. Valor de referência (aumento de corrente limitado por perda de potência e dissipação de calor). Interferência eletromagnética Alta integração (por exemplo, meia ponte selada), permitindo a incorporação interna do motor para reduzir o comprimento do cabo e minimizar a EMI. Layout discreto, cabo longo, forte radiação EMI em alta frequência VI. CONFIABILIDADE Tolerância à temperatura A tolerância à temperatura é muito superior à de dispositivos baseados em silício (estabilizando a operação sob alta carga). Baixa tolerância à temperatura, vida útil reduzida em altas temperaturas. Vida útil do dispositivo (modelo de Arrhenius) A vida útil dobra a cada queda de 10 °C na temperatura da junção (temperatura de junção mais baixa prolonga a vida útil). Alta temperatura do corpo e vida útil relativamente curta. Tempo Médio Entre Falhas (MTBF) Maior (baixa perda + baixo estresse térmico, reduzindo o risco de falha). Menor (maior estresse térmico e probabilidade de falha devido ao desgaste). Fabricantes e soluções típicas de GaN TI DRV7308 Pré-driver FET GaN integrado com modulação trifásica e capacidade de controle orientado a campo. Pacote QFN de 12 mm × 12 mm, com eficiência superior a 991111111111 em aplicações de acionamento de motor de 250 W, eliminando a necessidade de um dissipador de calor. Solução de baixa tensão da Innosense (entrada de 48V-60V, compatível com motores de 1kW): Esquema discreto (INNDMD48V25A1): 6 INN100EA035A + 3 INS2003FQ, com perda total de 11,6W (19W no esquema de silício) a 40kHz/20A, e aumento de temperatura de apenas 10°C quando a frequência é elevada para 40kHz. Esquema encapsulado (INNDMD48V22A1): 3 encapsulamentos de GaN em meia ponte ISG3204LA, com perda total de 12,3W (16,3W no esquema de silício) a 40kHz/20A, sem necessidade de dissipador de calor abaixo de 18A. Empresas como Texas Instruments (TI), Infineon, Innosense, EPC e Nanoware estão desenvolvendo ativamente aplicações de nitreto de gálio (GaN) em robôs humanoides, particularmente para sistemas de acionamento de motores.  

Estado de Desenvolvimento e Desafios da Montagem da Transmissão: Como sistema de transmissão de potência em acionamentos elétricos, o redutor pode reduzir a velocidade e aumentar o torque para atender à demanda normal de potência dos usuários. Ele inclui principalmente sistema de engrenagens, rolamentos, diferencial, carcaça e outros acessórios. Os principais atributos e requisitos de desempenho são tamanho, peso, eficiência e NVH (ruído, vibração e aspereza). Os redutores de acionamento elétrico atuais apresentam predominantemente um design de eixo paralelo de dois estágios e velocidade única, que oferece uma estrutura simples e alta relação custo-benefício, tornando-se a solução dominante indiscutível. No entanto, à medida que os usuários exigem cada vez mais espaço e autonomia nos veículos, a pressão sobre vários subsistemas aumenta significativamente. Como um componente crítico, os redutores de acionamento elétrico agora enfrentam desafios substanciais em termos de espaço, peso e eficiência. As principais montadoras e gigantes internacionais de sistemas de propulsão estão explorando ativamente arquiteturas inovadoras, como arranjos de engrenagens planetárias. Atualmente, os modelos de produção em massa com engrenagens planetárias são encontrados predominantemente em veículos de gama média a alta de marcas internacionais como Audi e-tron, Jaguar Land Rover I-Pace e Lucid Air. Na China, apenas a marca Jike e alguns modelos da Geely adotarão essa tecnologia a partir de 2024. Enquanto isso, o mercado da cadeia de suprimentos de engrenagens planetárias para carros de passeio é quase inteiramente dominado por gigantes globais como Schaeffler e ZF. Fabricantes nacionais como a Xingqu estão expandindo ativamente sua presença nesse setor. No futuro, espera-se que as engrenagens planetárias coaxiais ganhem significativa tração no mercado, principalmente nos segmentos de veículos de médio a alto padrão. A necessidade de alta compactação em sistemas de transmissão ▶ situação atual Como um componente chave do trem de força, o motor elétrico afeta consideravelmente o layout do veículo. Com a crescente demanda do público por espaço interno e no porta-malas, e com a plataformaização do veículo e do trem de força, o trem de força precisa ter alta adaptabilidade ao layout do veículo. Portanto, o espaço e a regularidade do motor elétrico precisam ser maiores. Como mostrado na figura abaixo, o tamanho do sistema de transmissão afeta diretamente a direção X (direção longitudinal do veículo) do motor elétrico e, consequentemente, o espaço no carro ou no porta-malas. Figura 1 Diagrama esquemático do layout do sistema de transmissão Fonte: Informação pública O sistema de transmissão atual emprega predominantemente configurações de eixos paralelos, onde as dimensões do eixo X são diretamente influenciadas pela distância entre os eixos de entrada e saída. Os padrões da indústria para as dimensões do eixo X são geralmente os descritos na tabela abaixo. Embora as caixas de engrenagens planetárias atualmente detenham uma pequena participação de mercado, sua demanda deverá crescer significativamente no futuro. A Schaeffler, uma das principais defensoras das caixas de engrenagens planetárias, desenvolveu modelos com dimensões do eixo X de 30% a 401111111111 menores do que os sistemas tradicionais de eixos paralelos. Tabela 1 Dimensões do eixo X na indústria Torque de saída <3000Nm 3000-4000Nm 4000-5000Nm Dimensão do eixo X <400mm 400-600mm 460-480mm ▶ lançando o desafio O sistema de transmissão atual comprime o espaço ao extremo. Após a redução da distância entre centros, surgem riscos relacionados à resistência do eixo ao dente e ao NVH (Ruído, Vibração e Aspereza). A distância reduzida entre centros impõe restrições aos parâmetros macroscópicos dos dentes da engrenagem, incluindo limitações de módulo, riscos de flexão da raiz e desafios quanto à resistência do contato da superfície do dente. Além disso, a resposta de torque aprimorada e as frequentes demandas de frenagem regenerativa em veículos de novas energias impõem requisitos de resistência mais rigorosos aos dentes da engrenagem e aos diferenciais. É necessária otimização na seleção de materiais, nos processos de tratamento térmico e nas técnicas de reforço superficial. A necessidade de sistemas de transmissão leves ▶ situação atual Para veículos de novas energias, particularmente os modelos puramente elétricos, a autonomia é uma preocupação fundamental para os usuários, enquanto o peso impacta significativamente a autonomia. O sistema de propulsão elétrica representa aproximadamente 511.111.111.111 do peso total do veículo, sendo que o sistema de transmissão representa cerca de 501.111.111.111 do peso do sistema de propulsão elétrica. Como o peso do sistema de transmissão afeta diretamente o custo e as dimensões, o baixo peso também é um requisito crítico para o sistema de propulsão elétrica. Atualmente, os redutores de eixos paralelos dominam o mercado com mais de 95% de adoção, onde o peso se correlaciona com o torque de saída, conforme mostrado na tabela abaixo. A série Zhi Ji L7/L6 apresenta carcaças em liga de magnésio-alumínio, alcançando um peso 30% menor do que as carcaças convencionais em liga de alumínio. Embora as caixas de engrenagens planetárias detenham atualmente uma pequena participação de mercado, sua demanda deverá crescer significativamente. Como pioneira na tecnologia de redutores de engrenagens planetárias, as soluções da Schaeffler reduzem o peso em 30% a 40% em comparação com os redutores de eixos paralelos tradicionais. Tabela 2 Relação entre peso e torque de saída de um único redutor Torque de saída <3000Nm 3000-4000Nm 4000-5000Nm Peso (peso seco) <25kg 25-30kg 30-35kg ▶ lançando o desafio Para atender à demanda por sistemas de transmissão leves, os redutores são normalmente otimizados por meio do projeto estrutural e da seleção de materiais. A otimização estrutural reduz diretamente o uso de material, mas essa abordagem também introduz riscos de resistência e confiabilidade, bem como problemas de NVH (Ruído, Vibração e Aspereza). Embora as carcaças de liga de magnésio-alumínio sejam econômicas, elas sofrem com fluência em altas temperaturas e baixa rigidez, o que agrava ainda mais os riscos de NVH. A necessidade de transmissão eficiente ▶ situação atual Outro fator crítico que afeta a autonomia do veículo é a eficiência da propulsão elétrica. Além dos padrões CLTC (Teste e Certificação de Veículos de Nova Energia da China), a eficiência em alta velocidade constante tornou-se uma preocupação fundamental para os usuários. Condições comuns de condução em alta velocidade, como 100 km/h e 120 km/h, exigem sistemas de transmissão de alta velocidade e alta eficiência com baixo torque de saída. Considerações importantes incluem a arquitetura da transmissão, o layout do eixo, a seleção dos rolamentos, a precisão das engrenagens, o projeto da cavidade da carcaça e a escolha do lubrificante. Com as montadoras adotando aplicações de montagem, condições operacionais refinadas e avanços nas tecnologias de componentes, a eficiência CLTC das caixas de câmbio tem melhorado constantemente. Antes de 2020, a eficiência CLTC geralmente girava em torno de 97,5%, com alguns fabricantes atingindo 97,5%. Por exemplo, a G9 da XPeng Motors (modelo 2022) demonstrou uma eficiência CLTC medida superior a 97,5%, enquanto a G6 (modelo 2023) alcançou 97,6%. ▶ lançando o desafio Atualmente, o redutor de alta eficiência é obtido basicamente pela redução da perda de torque e da perda de velocidade. Reduzir a perda de torque aprimorando a precisão do engrenamento, reduzindo a rugosidade da superfície dos dentes e a taxa de deslizamento, e utilizando rolamentos de esferas de baixa resistência ao rolamento. Reduzir a perda de velocidade: O cárter de óleo seco minimiza a perda por agitação do óleo, e lubrificantes de baixa viscosidade são recomendados. A alta precisão de engrenamento e a baixa rugosidade da superfície dos dentes impõem maiores exigências à tecnologia de usinagem das engrenagens do eixo e ao ritmo de produção, o que também significa um custo de produção mais elevado. A capacidade de proteção do rolamento da engrenagem do eixo será reduzida quando se selecionar óleo lubrificante de baixa viscosidade, o que representa um desafio maior para a confiabilidade do rolamento da engrenagem do eixo. A necessidade de transmissão silenciosa ▶ situação atual À medida que os consumidores priorizam cada vez mais o silêncio do veículo, a falta de mascaramento do ruído do motor nos sistemas de acionamento elétrico torna seu ruído mais perceptível. Além disso, o ruído das caixas de câmbio de acionamento elétrico normalmente se situa na faixa de frequência média a alta, que os usuários podem perceber facilmente. Com os recentes avanços nos processos de fabricação de veículos nacionais e na qualidade dos materiais, a qualidade sonora geral dos veículos melhorou significativamente, o que acentuou ainda mais o ruído de assobio dos sistemas de acionamento elétrico. Nos sistemas de transmissão modernos, os problemas de NVH (Ruído, Vibração e Aspereza) vão além do ruído de contato entre o eixo e os dentes da engrenagem. Os clientes agora priorizam o conforto de condução e a qualidade acústica, mas também percebem ruídos de batida e transições bruscas durante as mudanças de torque. Isso reflete a crescente complexidade dos desafios de NVH na engenharia automotiva. Em sistemas de transmissão padrão, a câmara semi-amortecida normalmente produz um nível médio de ruído de 5 decibéis (dB) a 1 metro de distância e cerca de 70 dB(A) sob condições de torque máximo, com alguns fabricantes atingindo níveis de ruído abaixo de 65 dB(A). ▶ Lançando o desafio: Comparados aos veículos convencionais, os veículos de novas energias enfrentam maiores desafios de desenvolvimento de NVH devido à ausência do efeito de mascaramento dos motores de combustão interna e à crescente demanda dos usuários por silêncio na cabine. O ruído do sistema de transmissão nesses veículos envolve predominantemente sons de média a alta frequência, que são particularmente sensíveis aos ouvidos humanos. Com inúmeros componentes rotativos e desafios significativos na produção em massa e na estabilidade da montagem, o ruído da transmissão tornou-se uma das principais fontes de reclamações dos clientes. NVH (Ruído, Vibração e Aspereza) é uma percepção subjetiva intimamente ligada a considerações de custo. Como as expectativas dos usuários variam entre os diferentes segmentos de veículos, o estabelecimento de objetivos de desenvolvimento de NVH deve estar alinhado, em primeiro lugar, com o posicionamento do veículo e o perfil demográfico do usuário-alvo. A resolução de problemas de NVH abrange todo o ciclo de desenvolvimento do veículo. Uma vez identificados, o processo envolve testes, análises, simulações computacionais, categorização do problema, formulação da solução e validação. Além de um processo de desenvolvimento robusto, a experiência prática desempenha um papel fundamental no enfrentamento desses desafios. Para solucionar o ruído agudo do sistema de transmissão, a excitação estrutural é a causa raiz, enquanto o controle do caminho é igualmente crítico. Estratégias de melhoria de NVH que visam tanto a fonte quanto o caminho frequentemente entram em conflito com os requisitos de redução de peso, ao mesmo tempo que elevam os custos. Além da complexidade inerente e das demandas em constante evolução dos desafios de NVH, alcançar um equilíbrio multidimensional entre medidas de mitigação de NVH, redução de peso e controle de custos representa um desafio significativo de tomada de decisão para OEMs e fornecedores em todos os níveis. O Estado Atual e os Desafios das Engrenagens 1. A exigência de alta velocidade de rotação das engrenagens ▶ situação atual Engrenagens de alta velocidade têm sido amplamente adotadas em veículos de novas energias, principalmente por sua capacidade de transmitir potência de forma estável em altas velocidades. Sua aplicação envolve múltiplos aspectos, incluindo seleção de materiais, projeto, fabricação e lubrificação. A velocidade de rotação das engrenagens em veículos de novas energias evoluiu de 12.000 rpm para mais de 20.000 rpm e agora está caminhando para 30.000 rpm e além. O desenvolvimento de engrenagens de alta velocidade elevou os requisitos para o projeto, a seleção de materiais e a fabricação de engrenagens, especialmente em termos de controle da vida útil, lubrificação, dissipação de calor e NVH (Ruído, Vibração e Aspereza). ▶ desafio lançado Confiabilidade: A operação em alta velocidade acelera a fadiga por contato na superfície dos dentes, a fadiga por atrito e a concentração de tensão, levando à falha prematura da engrenagem. Atualmente, materiais como o 20MnCr5 são selecionados para engrenagens, oferecendo maior resistência, melhor tenacidade e tratamento térmico e processabilidade superiores. Lubrificação e Dissipação de Calor: Em altas velocidades de rotação, as engrenagens experimentam velocidades lineares mais elevadas, resultando em maior geração de calor durante o engrenamento e dificultando a formação da película de óleo, aumentando assim o risco de falha da engrenagem. Isso também impõe maiores desafios no projeto de engrenagens, exigindo especificações mais rigorosas para propriedades antiaglomerantes, taxas de deslizamento e velocidades lineares. Um perfil de dente bem projetado é particularmente crítico, enquanto a seleção de lubrificantes e a lubrificação proativa das engrenagens são igualmente vitais. Balanceamento Dinâmico: À medida que a velocidade de rotação aumenta, o impacto dos fatores de balanceamento dinâmico no NVH (ruído, vibração e aspereza) dos acionamentos elétricos se intensifica gradualmente, e os requisitos de balanceamento dinâmico para componentes eixo-dente tornam-se mais rigorosos. Atualmente, todos os componentes eixo-dente incluem requisitos de inspeção de balanceamento dinâmico. NVH em Engrenagens: As faixas expandidas de torque, velocidade e frequência de rotação em altas velocidades de engrenagem aumentam significativamente a complexidade do controle de NVH. Isso levanta desafios no gerenciamento da excitação das engrenagens e dos caminhos de transmissão do veículo, exigindo o projeto coordenado tanto dos sistemas de isolamento acústico do acionamento elétrico quanto dos sistemas de isolamento acústico do veículo, juntamente com o isolamento de vibração e ruído para os caminhos estruturais. Em velocidades mais altas, as faixas de torque e velocidade se ampliam consideravelmente, enquanto a faixa de frequência de rotação correspondente quase dobra, complicando substancialmente o controle de NVH (ruído, vibração e aspereza). Como resultado, os sistemas de isolamento acústico se tornaram um recurso padrão em sistemas de acionamento elétrico. Fabricação de engrenagens: Os requisitos de precisão para engrenagens estão se tornando cada vez mais rigorosos. Atualmente, a indústria está em transição dos padrões nacionais de grau 5-6 para grau 5 e superiores, tornando o processo de fabricação mais desafiador. A exigência de altas relações de transmissão ▶ situação atual Com o desenvolvimento do desempenho dos motores, a velocidade máxima do motor está sendo gradualmente aumentada, o limite da velocidade máxima está sendo gradualmente ampliado e o limite da relação de transmissão está sendo gradualmente liberado. Considerando a aceleração do veículo e a economia do acionamento elétrico, o aumento da relação de transmissão pode melhorar rapidamente o torque na roda do veículo e reduzir o volume do motor para atingir o índice econômico. À medida que a velocidade máxima do motor se aproxima de 20.000 rpm, a relação de transmissão também apresenta uma tendência de aumento gradual. Por exemplo, a Huichuan possui projetos de produção em massa com uma relação de transmissão superior a 12, e a Huawei possui projetos de produção em massa com uma relação de transmissão superior a 13. Projetos com relações de transmissão acima de 13 estão gradualmente se tornando a norma. ▶ O desafio: A aplicação de engrenagens de alta velocidade aumentou a dificuldade tanto no desempenho quanto na fabricação das engrenagens. Desempenho NVH: Engrenagens de alta velocidade normalmente geram mais ruído e vibração, e seu projeto, seleção de materiais e fabricação representam maiores desafios técnicos. Em termos de confiabilidade, as engrenagens de alta velocidade precisam suportar maior torque e velocidade, e a velocidade linear de engrenamento também é maior, o que impõe requisitos mais rigorosos ao índice de confiabilidade de flexão e contato. Material: Com o aumento da velocidade e do torque, o desempenho do material da engrenagem também precisa ser maior, o que exige consideração da resistência e da resistência ao desgaste. Na fabricação, as engrenagens de alta velocidade são mais sensíveis à excitação do engrenamento, o que exige maior precisão e consistência. Altos requisitos de NVH para engrenagens ▶ situação atual. Ao contrário dos motores de combustão interna, os veículos de novas energias são mais sensíveis ao desempenho de NVH das engrenagens, exigindo padrões mais elevados para sistemas de engrenagens, principalmente em termos de suavidade de transmissão e redução de ruído. As engrenagens são uma fonte de energia fundamental em sistemas de acionamento elétrico. Devido aos seus longos processos de fabricação e alta complexidade de controle, os problemas de NVH (Ruído, Vibração e Aspereza) em engrenagens representam um desafio significativo para a indústria. Estatísticas do setor indicam que 70-80% dos problemas de NVH no mercado de reposição decorrem de rolamentos e engrenagens, sendo que os problemas relacionados a engrenagens representam 50-60%. O NVH das engrenagens contribui significativamente para o desempenho geral de NVH do veículo. Com a crescente prevalência de engrenagens de alta velocidade e alta relação, a resolução dos desafios de NVH em engrenagens tornou-se a principal prioridade da indústria. ▶ Lançando o desafio: O NVH (Ruído, Vibração e Aspereza) em engrenagens envolve múltiplos aspectos, como engrenagens, acionamento elétrico, chassi e o veículo como um todo. É um índice de controle sistemático com ampla variação e grande dificuldade de controle. No início do projeto, os riscos devem ser identificados e controlados antecipadamente, desde as dimensões do projeto e fabricação da engrenagem até o percurso da transmissão. No projeto de engrenagens, o NVH do eixo envolve muitas áreas, como projeto da engrenagem, usinagem, montagem, rigidez do suporte da carcaça, rigidez do rolamento, modo de engrenagem do eixo, modo da carcaça, modo de acionamento elétrico, modo do motor, percurso da transmissão, radiação acústica, etc. Figura 2: Pontos de controle do ruído do dente do eixo Fonte: Compilado a partir de dados públicos. Na fabricação de engrenagens, os requisitos de precisão estão aumentando. Embora a indústria atualmente siga os padrões nacionais de grau 5-6, as crescentes demandas de NVH agora exigem métricas de precisão específicas para engrenagens que excedam o grau 4, representando desafios significativos tanto para a garantia de precisão quanto de consistência. Dado o longo ciclo de processamento e as múltiplas etapas críticas, controles rigorosos são essenciais em todas as fases — desde a seleção de materiais e produção de blanks até o tratamento térmico, acabamento e retificação de engrenagens. Cada processo requer otimização precisa de parâmetros, o que complica ainda mais a fabricação. O monitoramento abrangente é imprescindível para parâmetros críticos de NVH (ruído, vibração e aspereza), incluindo orientação do perfil do dente, excentricidade cumulativa, rugosidade superficial, análise de Fourier, ondulação da superfície do dente, perfil tridimensional, balanceamento dinâmico e padrões de retificação. Status de Desenvolvimento e Desafios dos Rolamentos: Requisitos de alta velocidade para rolamentos ▶ situação atual Em 2024, os requisitos da indústria para rolamentos geralmente especificam velocidades de rotação entre 16.000 e 23.000 rpm, com alguns OEMs (Fabricantes de Equipamentos Originais) desenvolvendo motores de ultra-alta velocidade durante os estágios de pré-pesquisa, que exigem 30.000 rpm. Do ponto de vista do uso de rolamentos entre os OEMs, as marcas importadas dominam as aplicações de rolamentos de alta velocidade, enquanto as marcas nacionais estão alcançando rapidamente as marcas nacionais tanto em desenvolvimento tecnológico quanto em verificação de instalação. ▶ Lançando o desafio: Rolamentos de altíssima velocidade com baixo atrito e aumento de temperatura, utilizando esferas de aço com tratamento térmico especial ou esferas de cerâmica de baixo custo. Design de gaiola leve de alta velocidade para suprimir o "efeito guarda-chuva" nos furos de encaixe, juntamente com a pesquisa e desenvolvimento e simulação de design de materiais de gaiola especializados. Rolamentos de alta velocidade exigem maior precisão interna, como circularidade, ondulação, rugosidade, perfil, excentricidade, etc. Cronograma 2015-2017 2018-2019 2020-2024 2025 2030 rolamento dmN 800.000 1 milhão 1,5 milhão 180.000 2 milhões Exemplo de velocidade de rotação do rolamento (unidade rpm) 6208→13000 6208→16000 6208→25000 6208→30000 6208→33000 Tabela 3 Cronograma para a Produção em Massa de Rolamentos de Alta Velocidade Acionados Eletricamente (dmN: um parâmetro de velocidade de rotação medido em mm·r/min) A necessidade de alta eficiência em rolamentos ▶ situação atual Os sistemas de acionamento elétrico atuais utilizam predominantemente rolamentos de baixo atrito. Por exemplo, a plataforma de acionamento elétrico XPeng XPower 800V emprega designs de rolamentos de baixo atrito líderes do setor em toda a sua extensão. Para equilibrar a redundância do projeto da caixa de engrenagens e as considerações de custo, a maioria dos rolamentos de suporte dos eixos intermediário e de saída adota combinações de rolamentos de rolos cônicos. Para uma eficiência operacional ideal, rolamentos de esferas de ranhura profunda (DGBB) de baixo atrito, combinados com rolamentos de rolos cilíndricos (CRB) ou rolamentos de esferas de carreira dupla (TBB), seriam mais adequados. ▶ Os rolamentos de rolos cônicos oferecem menor perda por atrito por meio de um design otimizado de convexidade do flange, fabricação de ultraprecisão e gaiola de nylon. O rolamento apresenta miniaturização e design personalizado, utilizando aço de alta pureza com tratamento térmico especializado e tecnologias de reforço de revestimento. Selecione a combinação ideal de eficiência de rolamentos com base nas condições operacionais reais, como DGBB+CRB, TRB ou TBB. Demanda de desenvolvimento de mancais isolantes ▶ Situação atual Com a ampla adoção de plataformas de alta tensão de 800 V para acionamentos elétricos, os módulos de potência em inversores passaram de IGBT para SiC, resultando em velocidades de comutação mais rápidas. A alta taxa de variação de tensão (dv/dt) aumentou drasticamente o risco de corrosão elétrica em mancais, exigindo proteção de isolamento aprimorada. Embora os mancais de esferas de cerâmica híbridos ofereçam atualmente o isolamento mais ideal, seus custos de fabricação exorbitantes continuam sendo um grande obstáculo para o setor. Enquanto isso, mancais de bucha isolantes de baixo custo estão sendo desenvolvidos ativamente, com fabricantes líderes como SKF, Ensk, Fuji Electric e Renben. ▶ Desafio: Desenvolvimento de mancais de esferas de cerâmica de baixo custo e localização da cadeia de suprimentos de pó cerâmico. O mancal de bucha isolante é desenvolvido com a impedância de isolamento alvo de 800 Ω a 1~5 MHz. Cronograma 2018-2020 2021-2023 2024 2025 e além Plataforma de tensão 800.000 1 milhão 1,5 milhão 180.000 Rolamentos do motor Rolamento de esferas Rolamento de esferas híbrido de cerâmica A camada de isolamento tem uma impedância de 400Ω (1-5MHz). A camada de isolamento tem uma impedância de 800Ω (1-5MHz). Tabela 4 Tendência de Seleção de Plataforma de Tensão e Rolamento Tendências e Planejamento da Montagem do Sistema de Transmissão O sistema de acionamento elétrico está se desenvolvendo em direção a múltiplos objetivos: tamanho compacto, baixo peso, alta eficiência e baixo ruído, o que proporciona mais espaço, maior autonomia e um ambiente de condução mais confortável para o veículo. ▶ Direção de Desenvolvimento: A tecnologia de engrenagens planetárias coaxiais está alinhada com os objetivos de desenvolvimento dos sistemas de acionamento elétrico e está emergindo como a principal tendência para futuros sistemas de acionamento elétrico, particularmente em produtos de acionamento elétrico de alto torque. Para oferecer experiências de alto desempenho aos usuários, as engrenagens planetárias dominarão gradualmente o mercado. Tanto os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) nacionais quanto os fabricantes de primeiro nível (Tier 1) estão investindo ativamente no desenvolvimento dessa tecnologia. Componentes e processos essenciais de engrenagens planetárias, como anéis de engrenagem, mecanismos de engrenagem planetária, estampagem de porta-satélites e soldagem, apresentam um significativo potencial de crescimento. Para atender às demandas dos usuários por manuseio otimizado e potência versátil em diversos cenários, sistemas de acionamento elétrico distribuído (incluindo acionamento distribuído integrado central, acionamento lateral da roda e motores de cubo), juntamente com sistemas de transmissão de múltiplas velocidades, estão sendo implementados em aplicações especializadas, aprimorando significativamente a experiência do usuário em diversas condições e ambientes de operação. Enquanto isso, a maioria dos sistemas de acionamento elétrico de baixo torque continua a utilizar configurações de transmissão de eixos paralelos, garantindo relações custo-benefício ideais para os usuários finais. ▶ Cadeia de Suprimentos e Modelo de Cooperação: Com a ênfase do país na indústria de veículos de nova energia, em comparação com a indústria de transmissão tradicional, o limiar técnico inicial e o limiar de investimento para industrialização de sistemas de acionamento elétrico são menores, promovendo ainda mais o desenvolvimento contínuo da indústria de sistemas de acionamento elétrico de nova energia na China. Inicialmente, a cadeia de suprimentos era predominante, mas evoluiu gradualmente para uma abordagem de dupla via, combinando a cadeia de suprimentos com sistemas desenvolvidos e fabricados internamente pelos fabricantes de equipamentos originais (OEMs). Com a intensificação da concorrência no mercado e a melhoria contínua do nível de integração dos sistemas de acionamento elétrico, a futura cadeia de suprimentos estará mais integrada aos OEMs, com uma clara divisão de trabalho, para garantir a estabilidade do mercado a longo prazo. Tendências e objetivos para sistemas de transmissão de alta eficiência: Com a melhoria contínua das metas de eficiência, tecnologias como dentes de eixo de ultra-alta precisão, rolamentos de baixa resistência ao rolamento, arranjos de eixo com baixa perda por agitação de óleo, sistemas de cárter de óleo seco com lubrificante ativo e lubrificantes de viscosidade ultrabaixa serão progressivamente adotadas. Aliado ao uso generalizado de redutores planetários coaxiais, espera-se que a meta de eficiência CLTC para sistemas de transmissão ultrapasse 98% até 2024. Os ganhos de eficiência futuros transcenderão atualizações isoladas de componentes ou subconjuntos, concentrando-se, em vez disso, na otimização em nível de sistema e em aplicações integradas com múltiplas estratégias. As métricas de eficiência se tornarão mais detalhadas, com as montadoras priorizando agora métricas de desempenho em situações reais, como a autonomia em regime permanente a 100 km/h e 120 km/h — além do padrão convencional do ciclo de testes CLTC (China Light-Duty Test Cycle) — para melhor atender às necessidades de condução diária dos usuários. Figura 3: Níveis de eficiência dos redutores da indústria de acionamento elétrico nos últimos três anos. Tendência e objetivos do design leve: De 2027 a 2030, espera-se que os conjuntos de engrenagens planetárias sejam amplamente adotados em sistemas de acionamento elétrico de alta potência e alto torque, reduzindo o peso em 30 a 40 g em comparação com os padrões atuais. Com os avanços em novos materiais (por exemplo, carcaças de liga de magnésio-alumínio) e processos de fabricação (como a soldagem de parafusos diferenciais em vez de parafusos comuns e a estampagem de carcaças diferenciais fundidas sob pressão), prevê-se que o peso do sistema de transmissão diminua em mais 5%. Tempo 2027-2030 Torque de saída <3000Nm 3000-4000Nm 4000-5000Nm Peso (peso seco) <15kg 15-18kg 18-25kg Tabela 5 Relação entre o peso do sistema de transmissão e o torque de saída Tendência e objetivo de um sistema de transmissão de baixo ruído Para atender aos requisitos de conforto cada vez mais rigorosos dos usuários, o sistema de transmissão aprimorou progressivamente suas capacidades de otimização de excitação e simulação de trajetória, com metas de NVH variando entre diferentes classes de veículos. Juntamente com os avanços nas técnicas de simulação, a pesquisa de NVH tem se concentrado em condições de direção críticas para o usuário. O foco inicial do desenvolvimento passou do desempenho de NVH (ruído, vibração e aspereza) de torque de 1001111111111 para cenários do mundo real, como aceleração leve e condução em regime permanente. Problemas de NVH são desafios inerentemente sistêmicos. À medida que as demandas dos usuários aumentam, as soluções para problemas de NVH em acionamentos elétricos estão evoluindo de correções isoladas para abordagens abrangentes em nível de sistema, equilibrando custo-benefício. Isso inclui estratégias como mascaramento de ruído para o ruído de fundo do estágio de engrenagem, embalagem acústica localizada e otimização de materiais acústicos com frequência específica. Com os avanços contínuos na fabricação de componentes de redutores de transmissão, os níveis de ruído nos sistemas de acionamento estão diminuindo progressivamente. O padrão de ruído do sistema de transmissão é de 1,5 m de ruído médio, e a previsão da tendência alvo é mostrada na tabela abaixo. Ruído do banco de ensaio com meia carga e torque máximo (tempo: 2024-2027; 2027-2030) Modelo de entrada: 70 dB(A); Modelos de gama média a alta: 65 dB(A); Tabela 6: Tendências médias de ruído. Tendências e metas de dimensões espaciais: Para atender à demanda por maior espaço interno e layout de plataforma do trem de força, este precisa ser compacto e ter formato regular. A transmissão está evoluindo gradualmente de eixos paralelos para arranjos planetários coaxiais. O arranjo planetário oferece dimensões espaciais superiores, principalmente na direção do eixo X, em comparação com as configurações de eixos paralelos. Com capacidade de saída equivalente, a configuração do eixo X pode reduzir a necessidade de espaço em aproximadamente 40%. Tendências e metas de engrenagens de eixo: Para atender ao desenvolvimento de veículos de novas energias, os requisitos de desempenho para engrenagens estão se tornando cada vez mais rigorosos. ▶ Redução de peso: Com o desenvolvimento de veículos de novas energias voltados para a redução de peso, as engrenagens e os sistemas de transmissão também são otimizados para menor volume e massa; inovações estruturais, engrenagens com pequena distância entre centros e configurações de redutores planetários tornaram-se tendência no setor. ▶ Transmissão de alta eficiência: Para melhorar a autonomia e a eficiência energética geral dos veículos de novas energias, as engrenagens e os sistemas de transmissão de alta eficiência são continuamente otimizados em termos de eficiência de conversão, relação de transmissão e densidade de torque. Engrenagens de alta velocidade e alta relação estão se tornando a tendência. ▶ Requisitos de alto desempenho NVH: O controle de ruído é fundamental para o conforto de condução dos veículos de novas energias. Engrenagens com alto desempenho NVH tornaram-se um indicador-chave no desenvolvimento de engrenagens para esses veículos. O projeto dimensional é controlado antecipadamente, envolvendo controle multidimensional, como estrutura da engrenagem, usinagem, montagem, rigidez do suporte da carcaça, rigidez do rolamento, modo eixo-dente, modo da carcaça, modo de acionamento elétrico, modo do motor, prevenção de desordem, caminho de transmissão e radiação acústica. ▶ Materiais e Fabricação: Materiais de alto desempenho, incluindo aços de alta resistência, ligas avançadas, não metálicos e compósitos, estão sendo progressivamente adotados. Os requisitos de precisão para engrenagens estão cada vez mais rigorosos, com normas nacionais exigindo precisão de Grau 5 ou superior, e alguns parâmetros atingindo Grau 4 ou superior. Um sistema de controle abrangente integra fatores humanos, de máquina, de material, de método e ambientais na fabricação de engrenagens. A coordenação rigorosa em todos os processos de usinagem garante a precisão em toda a sequência. A implementação de novas tecnologias, como brunimento, retificação de ultra-acabamento e fabricação de engrenagens de precisão, aprimora a exatidão, mantendo a consistência. ▶ Devido à tolerância dos dentes, erros de usinagem, erros de montagem, etc., a engrenagem apresenta outras ordens além da ordem característica, portanto, o controle da precisão da engrenagem é muito importante.

1.1 Princípio de Funcionamento e Classificação Principal dos Redutores Em sistemas de transmissão mecânica, um redutor funciona como um dispositivo intermediário crítico que conecta a fonte de energia ao atuador. Seu mecanismo principal envolve a redução por engrenagens e a amplificação do torque por meio da transmissão mecânica. Especificamente, o redutor emprega um sistema de engrenagens onde o eixo de entrada (com menos dentes) engrena com a engrenagem maior do eixo de saída, desacelerando efetivamente a força rotacional de alta velocidade do motor primário e aumentando o torque de saída. Como resultado, os redutores são amplamente utilizados em equipamentos de transmissão de baixa velocidade e alto torque, sendo considerados um fator chave que influencia o desempenho de robôs. Os redutores estão disponíveis em diversos tipos e modelos para atender às variadas necessidades de transmissão de potência em diferentes setores. Eles podem ser classificados de várias maneiras. Com base na precisão de controle, os redutores são categorizados em redutores de uso geral e redutores de precisão. Os redutores de uso geral oferecem menor precisão de controle, mas são suficientes para a transmissão básica de potência em máquinas em geral. Os redutores de precisão, por outro lado, apresentam alta exatidão, longa vida útil, folga mínima e confiabilidade superior, tornando-os ideais para aplicações de controle de alta precisão em robótica industrial, robótica colaborativa, automação industrial e outros campos de manufatura avançada. Os redutores de precisão, principalmente os redutores RV e os redutores harmônicos, são componentes essenciais na fabricação de equipamentos de ponta, como robôs, representando aproximadamente 35% do custo total de um robô industrial. Esses redutores são amplamente utilizados em aplicações de controle de alta precisão, incluindo robôs industriais, robôs colaborativos e automação industrial, onde enfrentam grandes desafios técnicos. Especificamente, os redutores harmônicos são projetados para aplicações leves e de baixa carga, enquanto os redutores RV são otimizados para cenários de carga média a alta, que exigem alto torque e rigidez. Estes últimos demandam tecnologia mais avançada, apresentam maiores desafios na produção e montagem e têm uma taxa de produção nacional menor. Atualmente, a Nabtesco, do Japão, mantém uma posição de liderança nesse mercado global. Devido às suas distintas características técnicas em princípios de transmissão e projetos estruturais, esses dois sistemas demonstram vantagens complementares em produtos e domínios de aplicação, atendendo a diversos cenários e indústrias de uso final. Uma comparação concreta em robótica industrial é a seguinte: projeto de redutor harmônico RV Princípio de transmissão e estrutura de desaceleração O redutor é composto por uma transmissão planetária involuta de primeiro estágio e uma transmissão planetária cicloidal de segundo estágio. Pelo menos dois eixos excêntricos são usados para conectar o redutor de segundo estágio. O pinhão e a engrenagem cicloidal são feitos de peças fundidas sólidas e aço. O sistema é composto por três partes principais: a roda flexível, a roda rígida e o gerador de ondas. É simples e compacto, e o material, o volume e o peso são menores do que os do redutor RV. Características de desempenho Grande volume, alta capacidade de carga (a carga de torque admissível pode atingir 28.000 N·m), alta rigidez; Ao mesmo tempo, o produto utiliza uma estrutura de sobreposição relativamente complexa, o processo de fabricação e o controle de custos são mais difíceis. O volume é pequeno e a carga é baixa (o torque admissível chega a 1.500 N·m), mas a engrenagem principal é um elemento flexível, e seu desempenho diminui gradualmente sob deformações repetidas, limitando a capacidade de carga e a vida útil do produto. O produto pode atingir maior torque e resistência a impactos, rigidez torsional, maior resistência à fadiga, maior precisão e alta precisão de movimento. A transmissão por engrenagem flexível tem baixa vida útil e fraca resistência à torção. A articulação sinovial é mais adequada para juntas com alto torque e carga pesada, como a base, a cintura e o braço de robôs. Geralmente é usada para posições com carga leve, como antebraço, pulso e mão. Na prática, os redutores RV são usados principalmente para cargas acima de 20 kg, enquanto os redutores harmônicos RV são recomendados para cargas entre 6 kg e 20 kg. Para cargas abaixo de 6 kg, normalmente são usados redutores harmônicos. Principais áreas de aplicação de terminais: O campo de robôs de médio e grande porte, representado por indústrias como automotiva, fotovoltaica, soldagem, dobra, pulverização, paletização, processamento de metais, transporte e terminais portuários. As indústrias de eletrônica 3C, semicondutores, alimentos, moldagem por injeção, moldes e médica apresentam alta demanda por robôs de pequeno porte. 1.2 Princípio de funcionamento e características do redutor RV: Conforme definido na norma GB/T 34897-2017 “Rolamentos de precisão para redutores RV em robôs industriais com rolamentos”, um redutor RV é um mecanismo de transmissão composto por um redutor de engrenagem planetária como estágio frontal e um redutor cicloidal como estágio traseiro. Ele apresenta alta relação de transmissão e capacidade de travamento automático sob condições específicas. O redutor RV, desenvolvido a partir da transmissão planetária tradicional com pinos de torção, apresenta um sistema de redução de dois estágios, composto por um redutor de engrenagens planetárias como estágio inicial e um redutor cicloidal com pinos como estágio final, com pelo menos dois eixos excêntricos conectando os dois estágios. Sua carcaça e o redutor cicloidal são acoplados solidamente por meio de peças fundidas e componentes de aço, formando um trem de engrenagens diferencial fechado. Essa inovação não apenas supera as limitações das transmissões cicloidais convencionais com pinos, mas também oferece uma série de vantagens, incluindo alta precisão (com folga entre os dentes inferior a 1 minuto de arco), rigidez excepcional, durabilidade superior, alta densidade de potência (compacto e potente), ampla faixa de redução de velocidade e vibração mínima. O processo de transmissão de movimento do redutor RV opera da seguinte forma: a rotação do servomotor é transmitida às engrenagens planetárias através da engrenagem de entrada. Com base na relação de transmissão entre a engrenagem de entrada e as engrenagens planetárias, a velocidade é reduzida correspondentemente (redução do primeiro estágio). O virabrequim é conectado diretamente às engrenagens planetárias, mantendo a mesma velocidade de rotação. Duas engrenagens cicloidais são instaladas entre a seção excêntrica do virabrequim e os rolamentos de agulhas. Quando o virabrequim gira, as engrenagens cicloidais montadas na seção excêntrica também realizam um movimento excêntrico em torno do eixo de entrada. Por outro lado, a caixa dos rolamentos de agulhas contém rolos de agulha espaçados uniformemente em intervalos, com um rolo adicional por engrenagem cicloidal. À medida que o virabrequim completa uma rotação completa, as engrenagens cicloidais engatam com os rolos de agulha enquanto realizam um movimento excêntrico. Durante esse processo, o porta-satélites de saída gira a distância de um dente na direção oposta à rotação do virabrequim. Essa rotação é então transmitida ao eixo da unidade de redução de segundo estágio (redução de segundo estágio). A relação de redução total é o produto das relações de redução do primeiro e do segundo estágios. Situação da indústria de redutores de precisão na China 2.1 A introdução sucessiva de estratégias nacionais e políticas industriais impulsionou o rápido desenvolvimento dos redutores de precisão no país. Nos últimos anos, as políticas industriais têm oferecido forte apoio a avanços tecnológicos e ao desenvolvimento acelerado de robôs industriais e redutores de precisão. O governo designou a robótica e as máquinas-ferramenta CNC de alta tecnologia como uma das dez áreas prioritárias que exigem forte promoção, com requisitos específicos para alcançar avanços de engenharia e a industrialização de componentes essenciais inteligentes, como redutores. O 14º Plano Quinquenal e seus planos complementares delineiam estratégias para aprofundar a estratégia de força manufatureira, otimizar e modernizar o setor manufatureiro, cultivar clusters de manufatura avançada e impulsionar a inovação em indústrias como a robótica. O plano enfatiza o desenvolvimento de equipamentos de manufatura inteligentes, abordando as deficiências em percepção, controle, tomada de decisão e execução por meio da colaboração entre indústria, academia e pesquisa. Os principais objetivos incluem superar gargalos críticos em componentes e dispositivos fundamentais, bem como desenvolver controladores avançados, sistemas de servoacionamento de alta precisão e redutores de alto desempenho e alta confiabilidade. Por exemplo, o “14º Plano Quinquenal para o Desenvolvimento da Indústria Robótica” destaca que, diante das novas circunstâncias e exigências, os próximos cinco anos e além representarão um período de oportunidade estratégica para a indústria robótica chinesa alcançar autossuficiência, inovação e desenvolvimento acelerado. O plano enfatiza o aproveitamento de oportunidades, o enfrentamento de desafios e a aceleração de soluções para problemas como a insuficiente acumulação tecnológica, as frágeis bases industriais e a falta de oferta de ponta, impulsionando assim a indústria robótica rumo ao desenvolvimento de produtos de médio a alto padrão. O plano defende o desenvolvimento inteligente e de ponta, visando a transformação industrial e a modernização do consumo. As principais prioridades incluem o desenvolvimento de tecnologias essenciais, a consolidação das bases industriais, o aprimoramento da oferta eficiente, a expansão das aplicações de mercado, a melhoria da estabilidade e competitividade da cadeia de suprimentos, o refinamento contínuo do ecossistema industrial e o fomento do crescimento de alta qualidade no setor robótico. As metas de desenvolvimento estabelecidas no plano são: até 2025, a China pretende se tornar um polo global de inovação em robótica, um cluster para manufatura de ponta e uma nova fronteira para aplicações integradas. Avanços significativos serão alcançados em tecnologias robóticas essenciais e produtos premium, com métricas de desempenho geral atingindo níveis avançados internacionais e componentes-chave com confiabilidade equivalente à de seus concorrentes globais. A taxa de crescimento anual da receita da indústria robótica ultrapassará 2011, fomentando um grupo de empresas líderes internacionalmente competitivas e inúmeras empresas inovadoras, especializadas e de alto crescimento, as chamadas "pequenas gigantes". Serão estabelecidos de três a cinco clusters industriais de influência global. A densidade de robôs de manufatura dobrará. Até 2035, a indústria robótica da China alcançará uma força abrangente líder mundial, com robôs se tornando componentes integrais do desenvolvimento econômico, da vida das pessoas e da governança social. O plano delineia objetivos-chave: fortalecer as bases industriais, aprimorar a funcionalidade, o desempenho e a confiabilidade de componentes críticos de robôs e desenvolver tecnologias avançadas de manufatura para redutores de alto desempenho, incluindo redutores RV e redutores harmônicos. Esses esforços melhorarão a retenção de precisão (maior vida útil), a confiabilidade e a redução de ruído, abrindo caminho para a produção em massa. A implementação sucessiva de políticas nacionais e industriais tem fornecido um forte suporte para o rápido desenvolvimento de redutores de precisão no mercado interno. 2.2 Beneficiando-se da crescente demanda por robôs industriais, o mercado de redutores para robôs industriais, incluindo redutores RV, está se expandindo rapidamente. De acordo com dados do GGII, a demanda total da China por redutores para robôs industriais aumentou de 931.100 unidades para 1.366.000 unidades entre 2021 e 2024, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 13,63%. A demanda incremental subiu de 824.100 unidades para 1.154.500 unidades, atingindo uma CAGR de 11,89%. Com a aceleração da digitalização, a automação do trabalho humano obterá benefícios significativos. Como um componente essencial para impulsionar a automação industrial, apoiar a modernização industrial e a manufatura inteligente, os redutores estão preparados para um crescimento de longo prazo. Figura 4 2.3 A Ascensão das Marcas Nacionais em Robôs Industriais e Redutores RV Nos últimos anos, impulsionado pela crescente demanda a jusante, pela expansão dos campos de aplicação e fortalecido por políticas industriais e esforços colaborativos entre governo, indústria, academia, instituições de pesquisa e usuários finais, o setor de robótica industrial da China priorizou avanços em tecnologias essenciais. Os fabricantes nacionais têm consistentemente superado obstáculos técnicos em componentes críticos, como caixas de engrenagens, aprimorando continuamente sua capacidade tecnológica e vantagem competitiva. A diferença de desempenho entre os produtos chineses e os líderes globais continua a diminuir. No mercado de robôs industriais da China, as marcas nacionais estão crescendo rapidamente e o processo de substituição de importações está se acelerando. Com avanços em tecnologias-chave, melhorias no desempenho dos robôs nacionais e a otimização do sistema de cadeia de suprimentos, os fabricantes nacionais de robôs industriais aproveitaram as oportunidades de mercado para alcançar um rápido crescimento nos últimos anos. Enquanto isso, a indústria de redutores para robôs industriais da China, incluindo redutores RV, entrou em uma fase de rápido crescimento. Com os fabricantes nacionais de redutores para robôs industriais aprimorando suas capacidades técnicas e o desempenho de seus produtos, expandindo gradualmente a capacidade de produção e obtendo vantagens cada vez mais expressivas em termos de preço e custo-benefício, os principais fabricantes nacionais de robôs industriais estão aumentando rapidamente a taxa de nacionalização da produção de redutores para robôs industriais. Essa tendência é impulsionada por fatores como segurança e estabilidade da cadeia de suprimentos, custos de aquisição e ciclos de aquisição. O mercado nacional de redutores para robôs industriais demonstra um significativo potencial de crescimento e um vasto espaço de mercado. Nível técnico e características da indústria: A indústria de redutores para robôs industriais é caracterizada por alta complexidade técnica, alto limiar de investimento e elevadas barreiras de entrada. Requer investimentos substanciais de capital e mão de obra qualificada em pesquisa e desenvolvimento, controle de qualidade, testes de produto, montagem e verificação experimental. O processo de fabricação impõe requisitos rigorosos em relação aos materiais, equipamentos de produção e precisão do processo. Esta indústria é um setor intensivo em tecnologia, capital e mão de obra qualificada. Os principais parâmetros técnicos dos redutores para robôs industriais incluem rigidez torsional, torque de partida, precisão de transmissão, folga, erro de transmissão, eficiência de transmissão e ruído. O projeto, desenvolvimento e fabricação de redutores para veículos redutores (RV) exigem testes e ajustes repetidos de materiais, estruturas de componentes e perfis de engrenagens, um processo que demanda de 5 a 6 anos de conhecimento técnico e experiência. Os requisitos de precisão dos redutores para RV determinam seu alto conteúdo técnico na produção. Os principais desafios técnicos incluem seu projeto de redução em dois estágios, onde até mesmo pequenos erros na etapa inicial são amplificados durante a saída, afetando a precisão do produto. Além disso, para garantir a transmissão de alto torque, suportar impactos significativos de sobrecarga e manter a vida útil esperada, os redutores para RV empregam estruturas de sobreposição em seu projeto. Isso exige usinagem de alta precisão e apresenta dificuldades substanciais de processamento. Particularmente durante a produção em massa, alcançar estabilidade, confiabilidade e consistência no desempenho e na qualidade do produto torna-se ainda mais desafiador. Nos últimos anos, apoiada por políticas industriais e esforços colaborativos entre governo, indústria, academia, instituições de pesquisa e usuários, a pesquisa e o desenvolvimento em robótica na China priorizaram avanços em tecnologias essenciais. Por meio de anos de inovação independente e absorção de tecnologia, algumas empresas nacionais superaram com sucesso os desafios técnicos em componentes-chave, como redutores, aprimorando continuamente suas capacidades tecnológicas e competitividade. Seus produtos agora atendem aos padrões internacionais avançados em especificações técnicas e desempenho. Particularmente na robótica industrial, fabricantes como a Huan Dong Technology, uma das principais produtoras de redutores RV, preencheram a lacuna entre oferta e demanda de componentes essenciais no setor de robótica industrial da China por meio de P&D independente e investimentos contínuos. Principais barreiras de entrada no setor 4.1 Barreiras às Tecnologias Avançadas de Manufatura O setor de redutores RV é um setor de alta tecnologia, impulsionado por P&D, onde o desenvolvimento e a inovação de produtos exigem capacidades técnicas robustas e recursos dedicados à P&D. Todo o ciclo de vida de um redutor RV — do projeto e desenvolvimento à produção em massa — requer anos de testes iterativos, refinamento e acúmulo de conhecimento técnico. Dado o amplo escopo de aplicação do setor, os principais players desenvolveram capacidades avançadas de P&D e projeto de processos, juntamente com amplo conhecimento e experiência técnica. Eles podem identificar com precisão as tendências do setor, manter-se à frente dos avanços tecnológicos e atender com eficácia às necessidades de iteração de produtos. No entanto, novos entrantes frequentemente enfrentam dificuldades para atender às demandas do mercado em áreas como conhecimento técnico e desenvolvimento de talentos, o que dificulta a obtenção rápida de avanços significativos e os coloca em desvantagem competitiva. 4.2 Barreiras de Acesso do Cliente Para os clientes da indústria a jusante, o desempenho e a qualidade dos redutores de velocidade variável (RV) impactam diretamente a qualidade e outras características dos produtos principais. Ao selecionar fabricantes de redutores de RV, os clientes a jusante mantêm um rigoroso sistema de qualificação de fornecedores. Os fabricantes da indústria não devem apenas obter certificações de sistemas de qualidade reconhecidas internacionalmente, mas também atender aos critérios de avaliação estabelecidos por cada cliente. O processo de seleção de fornecedores normalmente envolve longos períodos de auditorias rigorosas e avaliações de desempenho do produto. Os clientes geralmente testam os produtos dos fornecedores em várias métricas de desempenho, incluindo precisão, taxas de redução, capacidade de carga, eficiência de transmissão, vida útil e estabilidade, com alguns clientes realizando testes que duram dezenas de milhares de horas. Para esses clientes, uma vez que um fornecedor entra em sua rede, parcerias estáveis são normalmente estabelecidas. Consequentemente, a indústria de redutores de RV mantém certas barreiras de entrada para clientes. 4.3 Barreiras ao Investimento de Capital e à Produção em Larga Escala Os redutores para veículos redutores exigem altos padrões de desempenho e processos de fabricação avançados, envolvendo múltiplas etapas de produção, diversos requisitos de matéria-prima e uma necessidade significativa de materiais de alto desempenho. Eles também requerem kits de acessórios abrangentes. Enquanto isso, os clientes exigem cada vez mais ciclos de entrega mais longos e gamas de produtos expandidas para atender aos seus variados cenários de aplicação. Para atender a essas necessidades, os fabricantes de redutores para veículos redutores devem desenvolver capacidades de produção em larga escala e com múltiplas variedades. Isso requer investimentos de capital substanciais, conhecimento técnico e experiência operacional em aquisição de equipamentos, escalonamento da produção e controle de processos para estabelecer vantagens competitivas. Por um lado, as empresas devem investir pesadamente em usinagem de precisão e equipamentos de teste, o que exige máquinas de ponta, muitas vezes importadas ou fabricadas sob medida. Esses sistemas enfrentam longos períodos de entrega e instalação, com custos elevados de manutenção. Por outro lado, garantir a confiabilidade e a estabilidade do produto exige protocolos de produção padronizados, monitoramento em tempo real e verificações de qualidade em várias etapas. Consequentemente, os novos participantes do setor têm dificuldades para alcançar capacidades de produção em massa em curtos prazos. Tendências do setor 5.1 A substituição de importações acelera, fabricantes nacionais acolhem oportunidades de rápido desenvolvimento Atualmente, as principais marcas internacionais ainda dominam o mercado global de redutores RV, com preços de venda elevados e custos de manutenção pós-venda dispendiosos. Essa situação tem, em certa medida, dificultado o desenvolvimento dos fabricantes nacionais de robôs. Com a implementação de políticas de incentivo industrial, como o “14º Plano Quinquenal para o Desenvolvimento da Manufatura Inteligente” e o “14º Plano Quinquenal para o Desenvolvimento da Indústria de Robótica”, a fabricação de componentes básicos inteligentes tornou-se um setor crucial para os avanços tecnológicos nacionais. Ao mesmo tempo, por meio de avanços tecnológicos e melhorias de processos, algumas empresas nacionais alcançaram padrões de desempenho e estabilidade de liderança mundial. Com excelente relação custo-benefício e vantagens de serviços localizados, as marcas nacionais continuam a expandir sua participação de mercado, acelerando a substituição de importações. Olhando para o futuro, à medida que a China avança na pesquisa teórica, na fabricação e no desenvolvimento de equipamentos de teste, e adquire expertise técnica em materiais, usinagem de precisão de componentes-chave e processos completos de montagem, as marcas nacionais conquistarão cada vez mais o reconhecimento dos clientes finais. 5.2 O ritmo de desenvolvimento de padrões do setor acelerou, com melhorias significativas nos níveis de tecnologia dos produtos. As normas da indústria servem como estruturas regulatórias que padronizam práticas, impulsionam a inovação e orientam o desenvolvimento do setor. Ao refinar continuamente os processos de padronização e acelerar o desenvolvimento de especificações atualizadas, essas normas aprimoram a eficiência operacional dentro da indústria. O mercado de redutores apresenta diversas especificações, porém as normas da indústria atuais demonstram atualizações atrasadas e cobertura incompleta. Particularmente para redutores de alta precisão para veículos redutores (RV), as normas existentes permanecem dessincronizadas com os benchmarks globais, dificultando a rápida evolução da indústria. À medida que a transformação inteligente se acelera, o desenvolvimento de normas da indústria se alinhará cada vez mais com os avanços tecnológicos, inovações de produtos e processos de fabricação. No futuro, as normas da indústria adotarão uma abordagem holística que abrange toda a cadeia de suprimentos de redutores. Essa estratégia abrangente orientará os fabricantes de redutores para RV a atingirem padrões técnicos mais elevados e consistentes, melhorando, em última análise, a precisão mecânica, a vida útil, a estabilidade operacional e a confiabilidade no setor de redutores para RV. 5.3 As aplicações a jusante são extensas, com tendências positivas de longo prazo na indústria. Os redutores para RV demonstram amplas aplicações a jusante, sendo a automação industrial um setor-chave, juntamente com a robótica. Com os avanços tecnológicos e os níveis de automação industrial em constante crescimento, esses redutores estão preparados para expandir suas aplicações em mais setores, impulsionando uma demanda diversificada no mercado consumidor. Além disso, impulsionado pelo crescimento econômico nacional sustentado e por políticas industriais favoráveis, o investimento em ativos fixos na China tem apresentado aumentos anuais consistentes. Diversos setores do mercado consumidor estão testemunhando perspectivas de desenvolvimento promissoras, impulsionadas pela expansão econômica e pelos investimentos industriais. A demanda de mercado e a escala da indústria de redutores RV devem manter uma trajetória de crescimento positiva a longo prazo. Oportunidades e Riscos para o Desenvolvimento da Indústria 6.1 Oportunidades para a Indústria 6.1.1 Forte apoio e orientação das políticas industriais A indústria de redutores RV é um setor-chave no setor de manufatura avançada da China, apoiado por políticas industriais nacionais. As autoridades competentes implementaram uma série de planos de desenvolvimento, incluindo as “Diretrizes de Implementação para o Aprimoramento da Confiabilidade na Manufatura”, o “14º Plano Quinquenal para a Indústria de Componentes de Máquinas em Geral”, o “14º Plano Quinquenal para a Manufatura Inteligente”, o “14º Plano Quinquenal para o Desenvolvimento da Indústria de Robótica”, o “Guia de Construção do Sistema Nacional de Padrões de Manufatura Inteligente (Edição de 2021)” e as “Diretrizes para a Promoção do Desenvolvimento da Indústria de Robótica”. Essas iniciativas criaram um ambiente favorável ao crescimento do setor. Como componente essencial de redutores de alta precisão e robôs industriais, os redutores RV continuam a receber apoio político constante. Por exemplo, o “14º Plano Quinquenal para o Desenvolvimento da Indústria de Robótica”, emitido conjuntamente pelo Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação (MIIT) e outros 15 departamentos, propõe “desenvolver tecnologias e processos de manufatura avançados para redutores RV e redutores harmônicos, aprimorando sua retenção de precisão (vida útil), confiabilidade e redução de ruído para produção em massa”. De forma semelhante, o “14º Plano Quinquenal para o Desenvolvimento da Manufatura Inteligente”, divulgado pelo MIIT e outros sete departamentos, lista “redutores de alto desempenho e alta confiabilidade” como uma categoria crítica que exige avanços significativos em componentes e dispositivos fundamentais que representam gargalos. Em 2023, a Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma (NDRC) publicou o “Catálogo de Orientações para o Ajuste da Estrutura Industrial (Edição de 2024)”, que incluiu “redutores industriais de alta precisão para robôs” e “redutores de alta precisão específicos para robôs” em sua categoria de incentivo. A implementação de uma série de políticas de incentivo e apoio pelo Estado estabeleceu uma base sólida para o desenvolvimento desse setor e proporcionou um amplo espaço político industrial e oportunidades para o desenvolvimento sustentado e acelerado da indústria. 6.1.2 A indústria a jusante continua a desenvolver redutores RV, que são amplamente utilizados em aplicações de controle de alta precisão, como robótica e automação industrial. A China emergiu como o maior mercado mundial de robôs industriais, respondendo por aproximadamente 50% da demanda global, o que a tornou um poderoso motor de crescimento para o setor. O governo continuará impulsionando a transformação da manufatura inteligente, aprofundando a integração da industrialização e da informatização e aprimorando as capacidades de automação industrial para acelerar o desenvolvimento de robôs industriais, particularmente em três componentes principais: redutores, controladores e servossistemas. Ao mesmo tempo, a expansão dos setores de aplicação e o crescimento do mercado ampliarão ainda mais o potencial de mercado da indústria de redutores RV. A perspectiva de médio a longo prazo para este setor permanece positiva, apresentando significativas oportunidades de desenvolvimento. 6.1.3 Requisitos de Nacionalização para Componentes-Chave Como componentes críticos em equipamentos de ponta, como robôs e máquinas-ferramenta CNC, os redutores RV são indispensáveis na automação e inteligência industrial, desempenhando um papel vital na transformação e modernização da manufatura. Com a crescente demanda por redutores RV em robôs industriais, a China tem enfrentado escassez persistente de componentes essenciais. A indústria já dependeu fortemente de marcas internacionais importadas para a produção de redutores para robôs, o que restringiu severamente a expansão da capacidade dos fabricantes nacionais de componentes a jusante. Para acelerar o desenvolvimento da indústria a jusante, é imprescindível avançar na tecnologia de redutores para robôs, aliviando as restrições de produção para os fabricantes de robôs e estabelecendo as bases para a manufatura inteligente, impulsionando o crescimento econômico e a transformação industrial. Atualmente, algumas empresas nacionais de redutores para robôs superaram gargalos técnicos e alcançaram avanços significativos. Para os fabricantes nacionais de componentes a jusante, a maturação desses componentes-chave não apenas reduz os custos de produção, mas também desbloqueia nova capacidade produtiva. 6.2 Riscos enfrentados pela indústria 6.2.1 As capacidades técnicas e tecnológicas das empresas nacionais ainda são insuficientes. Os fabricantes internacionais mantêm uma clara vantagem de pioneirismo. Por décadas, a tecnologia de redutores para robôs da China ficou atrás das nações desenvolvidas, com o domínio do mercado global nas mãos de marcas estrangeiras. A japonesa Nabtesco continua sendo a principal produtora nacional, enquanto a China ainda depende fortemente da importação de componentes-chave para robôs industriais. Nos últimos anos, fabricantes nacionais como a empresa alcançaram avanços significativos por meio de esforços contínuos em P&D. Seus produtos estão agora ganhando reconhecimento das indústrias a jusante, quebrando o monopólio tecnológico das marcas estrangeiras. No entanto, os redutores de velocidade nacionais ainda ficam aquém dos importados em termos de precisão, durabilidade, estabilidade e consistência. Problemas comuns incluem variedade limitada de produtos e opções de tamanho insuficientes. Para competir, os fabricantes nacionais devem aumentar o investimento no desenvolvimento de modelos aprimorados para diversas aplicações. O crescimento do setor exige que as marcas chinesas aprimorem suas capacidades de P&D, refinem os processos de fabricação e expandam seus portfólios de produtos. Ao construir confiança por meio de desempenho confiável, preços competitivos e serviços localizados, os redutores de velocidade nacionais podem garantir uma posição de mercado mais forte. 6.2.2 Capacidade limitada para produção em larga escala Comparados aos gigantes internacionais de redutores de velocidade, os fabricantes nacionais geralmente operam em menor escala e com menor solidez financeira, o que dificulta o desenvolvimento a longo prazo. Embora o apoio político tenha levado ao surgimento de empresas nacionais com capacidade de produção em massa nos últimos anos, a lacuna com os líderes globais do setor permanece substancial. A maioria dos fabricantes nacionais de redutores de velocidade ainda enfrenta restrições devido à capacidade de produção limitada. Embora a crescente demanda do mercado das indústrias a jusante forneça uma base objetiva para uma rápida expansão, ela também impõe maiores exigências em termos de escala de produção e solidez financeira. Os fabricantes nacionais enfrentam agora desafios sem precedentes na expansão de suas capacidades de produção. Características cíclicas, regionais ou sazonais do setor: O setor de redutores para veículos recreativos (RV) não apresenta padrões cíclicos ou sazonais distintos, sendo impulsionado principalmente por políticas macroeconômicas e pela demanda do mercado consumidor. Os players nacionais estão predominantemente localizados no leste e norte da China, atendendo clientes nessas regiões, enquanto os concorrentes internacionais estão concentrados principalmente no Japão. Posição e papel do setor na cadeia industrial: O setor de redutores para veículos recreativos ocupa a posição intermediária na cadeia industrial. Seu segmento a montante consiste em fornecedores de matérias-primas e equipamentos de produção, incluindo rolamentos, peças brutas, aço, ferramentas de corte e instrumentos de medição. O segmento a jusante aplica-se principalmente a setores de manufatura de alta tecnologia, como robótica e automação industrial. A capacidade de produção, a qualidade de entrega e os padrões tecnológicos do setor a montante influenciam diretamente a qualidade e a escala do fornecimento de matérias-primas para o setor de redutores para veículos recreativos. Enquanto isso, à medida que os fabricantes de redutores para veículos recreativos aprimoram a qualidade do produto e os processos de produção, sua rigorosa seleção, avaliação e verificação de materiais dos fornecedores a montante também impulsionam e fomentam avanços tecnológicos entre esses fornecedores. O setor de transformação, um segmento de manufatura de alta tecnologia priorizado pelas políticas industriais nacionais para o desenvolvimento inteligente e automatizado, tem testemunhado um crescimento significativo da demanda nos últimos anos. Como componente essencial de produtos de transformação, como robôs industriais, o desempenho, a precisão e a estabilidade da qualidade do redutor RV influenciam criticamente a funcionalidade dos produtos de transformação, tornando-o um contribuinte fundamental para o avanço das indústrias de transformação. Relevância entre a indústria e seus setores de transformação 9.1 Relevância para a indústria de transformação As principais matérias-primas para redutores RV incluem componentes de origem externa, como rolamentos, blanks, aço e ferramentas de corte. As cadeias de suprimentos de rolamentos, blanks e aço são predominantemente provenientes da indústria siderúrgica, onde a oferta de mercado permanece abundante e a concorrência é intensa. Tanto a qualidade do produto quanto as condições de fornecimento atendem às demandas da indústria. Nos últimos anos, os preços do aço permaneceram relativamente estáveis devido às reformas do lado da oferta e aos esforços de redução da capacidade excedente no setor siderúrgico. No entanto, as flutuações nos preços do aço — impulsionadas por fatores como as tendências do mercado internacional de commodities — podem afetar os custos de matéria-prima e as margens de lucro dos redutores. Em uma perspectiva de longo prazo, é improvável que o amplo fornecimento de aço da China impacte negativamente a indústria de redutores RV. 9.2 Relevância para as Indústrias a Jusante Como componente indispensável em equipamentos de alta precisão, os redutores RV são amplamente utilizados em setores de manufatura avançada, como robótica e automação industrial. A qualidade, a confiabilidade e a vida útil de seus produtos determinam diretamente o desempenho dos sistemas hospedeiros, enquanto a escala e as tendências de desenvolvimento da indústria são impulsionadas pelas demandas do mercado a jusante. Nos últimos anos, com a introdução de políticas de apoio, como o “14º Plano Quinquenal para a Indústria de Peças de Máquinas em Geral” e o “14º Plano Quinquenal para o Desenvolvimento da Indústria de Robótica”, a fabricação de equipamentos de ponta — representada por robôs industriais e máquinas-ferramenta CNC de alta tecnologia — tornou-se um foco fundamental para o desenvolvimento nacional, visando alcançar avanços significativos. Ao mesmo tempo, a reestruturação e a modernização industrial aceleradas impulsionaram avanços contínuos na automação e inteligência industrial. Beneficiando-se do impulso das indústrias a jusante, o setor de redutores RV está prestes a entrar em uma nova fase de rápido crescimento. Panorama da concorrência na indústria: No contexto da Indústria 4.0, os países desenvolvidos, representados pelo Japão, priorizaram o avanço da indústria da robótica. Eles alcançaram a autossuficiência completa em componentes essenciais, como redutores para robôs robóticos (RV), e garantiram uma participação de mercado significativa por meio da liderança tecnológica. A indústria de redutores para RV é caracterizada por alta complexidade técnica, investimentos substanciais e barreiras rigorosas. Ela exige investimentos consideráveis em capital e talentos em pesquisa e desenvolvimento (P&D), controle de qualidade e testes de produto. Os processos de fabricação demandam requisitos rigorosos para materiais, equipamentos de produção e precisão do processo, o que torna a produção em larga escala um desafio. Globalmente, poucos fabricantes conseguem fornecer redutores para RV produzidos em massa com desempenho confiável. Graças à sua longa história, sólida base de capital e ampla expertise técnica, as empresas japonesas dominam o mercado global de redutores para robôs industriais. Entre os representantes notáveis está a Nabtesco, que consolidou uma posição de destaque por meio de recursos de P&D de ponta, capacidade de produção em larga escala, qualidade consistente do produto e colaborações de longa data com líderes internacionais do setor, como FANUC e KUKA. Devido ao início tardio da indústria de redutores para RV na China, o nível técnico geral das empresas do setor ainda está aquém do das empresas líderes internacionais. No mercado doméstico de redutores para RV, à medida que os fabricantes nacionais superam continuamente os desafios técnicos, suas capacidades técnicas e competitividade têm melhorado de forma constante, reduzindo a diferença entre o desempenho do produto e os níveis de liderança no exterior. De acordo com o "Relatório de Desenvolvimento da Indústria de Robótica da China (2022)" da Sociedade Chinesa de Eletrônica, a competitividade central dos principais componentes dos robôs industriais chineses continua a aumentar. Tomando os redutores como exemplo, um grupo de empresas de destaque, como a Lüde Harmonic (focada principalmente em redutores harmônicos) e a Huandong Technology (focada principalmente em redutores para RV), tornaram-se pioneiras no desenvolvimento do mercado doméstico de redutores, graças ao seu investimento contínuo em P&D, capacidades de fabricação de alta precisão, rigoroso controle de qualidade e sistemas de produtos em constante aprimoramento. Globalmente, a Nabtesco é líder de mercado na indústria de redutores para RV. No mercado chinês de redutores para robôs, além da Nabtesco, a Huandong Technology conquistou uma posição de liderança com uma participação de mercado próxima a 20,11, enquanto as demais empresas são relativamente menores. O panorama geral é o seguinte: Nome da empresa, Localização da sede, Principais operações e posição de mercado: Nabtesco, Japão. Como criadora de redutores para robôs e empresa líder no campo do controle de movimento, é a maior fabricante mundial de redutores para robôs. De acordo com as estatísticas da GGII, sua participação no mercado chinês de redutores para robôs foi de 50,87%, 40,17% e 33,79% em 2022, 2023 e 2024, respectivamente. Huandong Technology, China. Seu principal produto, o redutor para robôs, atende basicamente os principais clientes de robótica do país, com forte capacidade de produção e processamento, e goza de alto reconhecimento de marca no setor. A empresa se tornou uma fabricante profissional de redutores RV para robôs industriais, com produção e volume de vendas líderes no mercado interno. De acordo com as estatísticas da GGII, sua participação no mercado chinês de redutores RV para robôs foi de 13,65%, 18,89% e 24,98% em 2022, 2023 e 2024, respectivamente. Fonte: dados disponíveis publicamente, GGII. Nos últimos anos, a Shuanghuan Technology alcançou uma rápida expansão de mercado e estabeleceu domínio no setor de robótica da China por meio de seus redutores RV. Em 2020, a Nabtesco dominou o mercado doméstico de redutores RV com 54,80% de participação, enquanto a Sumitomo Heavy Industries detinha 6,60% e a Shuanghuan Technology apenas 5,25%. De 2021 a 2024, a participação de mercado da Shuanghuan Technology aumentou de forma constante para 10,, 13,65%, 18,89% e 24,98%, mantendo-se consistentemente em segundo lugar, atrás apenas da Nabtesco. Durante o mesmo período, a participação de mercado da Nabtesco caiu para 51,77, 50,87, 40,17 e 33,79, enquanto a da Sumitomo Heavy Industries diminuiu para 5,06, 4,70, 3,9 e 3,58. Essa queda contínua na participação de mercado dos concorrentes internacionais destaca o papel da Shuanghuan Technology como uma alternativa nacional líder aos produtos da Nabtesco. Ao substituir progressivamente os componentes importados da Nabtesco, a Shuanghuan Technology consolidou sua posição como líder do setor no mercado chinês de redutores para robótica de veículos redutores. Figura 5 [Aviso Legal] Este excerto é do prospecto da Shuanghuan Technology. Todos os direitos reservados ao autor original. Para fins de compartilhamento de conhecimento e comunicação apenas, não para uso comercial. Mantemos neutralidade em relação a todos os pontos de vista aqui expressos. Caso encontre alguma discrepância entre as fontes citadas e os fatos, ou se houver problemas relacionados a direitos autorais, notifique-nos para que possamos revisar ou remover o conteúdo imediatamente.  

Como componente essencial em sistemas de transmissão, os redutores desempenham um papel fundamental na redução da velocidade de rotação e no aumento do torque. Seu desempenho técnico determina diretamente a precisão operacional e a estabilidade dos equipamentos subsequentes. No setor de robótica humanoide, os redutores de precisão estão entre os componentes-chave, representando aproximadamente 16% da estrutura de custos. A precisão e a confiabilidade da transmissão desses redutores impactam diretamente a flexibilidade dos movimentos dos robôs humanoides e sua adaptabilidade a diversos cenários. A análise da demanda de mercado indica uma industrialização global acelerada de robôs humanoides, com uma projeção de crescimento de mercado de 10 bilhões de yuans até 2030. À medida que as políticas nacionais apoiam cada vez mais a indústria da robótica, a iminente produção em massa de robôs humanoides está criando uma janela de crescimento explosivo para os redutores de precisão. Do ponto de vista técnico, o mercado de redutores de precisão tem sido dominado por empresas estrangeiras: os redutores harmônicos são liderados pela Harmonic Drive, com uma participação de mercado global superior a 80%. No setor de redutores RV, a japonesa Nabtesco detém mais de 40% da participação de mercado na China; o mercado de redutores planetários de precisão também é dominado principalmente por fabricantes japoneses e alemães. Esse cenário não apenas destaca a urgência da substituição por produtos nacionais, mas também estabelece um parâmetro para que os fabricantes nacionais alcancem avanços tecnológicos. Do ponto de vista da substituição por produtos nacionais, os fabricantes nacionais alcançaram avanços importantes em tecnologia e mercado até 2025: o mercado nacional de redutores harmônicos atingiu 2,49 bilhões de yuans em 2023, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 16,54% de 2019 a 2023; espera-se que o mercado de redutores RV na China alcance 6 bilhões de yuans até 2025, com fabricantes nacionais como a Huan Dong Technology se aproximando continuamente de níveis avançados internacionais em capacidades técnicas; O tamanho do mercado global de redutores planetários de precisão cresceu de 929 milhões de yuans para 1,376 bilhão de yuans entre 2020 e 2024, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 10,32%. Os produtos nacionais de alta tecnologia atingiram níveis avançados internacionais em indicadores-chave, como precisão de transmissão, eficiência e ruído, alcançando a substituição de importações em alguns campos, e a taxa de nacionalização está aumentando gradualmente. Neste momento crucial para o setor, a crescente demanda por robôs humanoides e os avanços na tecnologia de redutores nacionais criaram um efeito sinérgico, impulsionando o processo de substituição nacional para uma fase crítica de implementação e colheita. Nesse contexto, este relatório fornece uma análise aprofundada dos fatores de crescimento, caminhos tecnológicos e progresso da substituição nacional no setor de redutores, oferecendo insights essenciais para pesquisas industriais e decisões de investimento. Redutor: Componentes Essenciais no Setor de Transmissão, Tamanho do Mercado em Constante Crescimento 1.1 O redutor desempenha funções duplas de redução de velocidade e aumento de torque, com amplas aplicações subsequentes. Como componente fundamental que conecta fontes de energia a mecanismos de atuação, os redutores de engrenagem funcionam por meio do engrenamento de engrenagens em múltiplos estágios para reduzir a velocidade de entrada e amplificar o torque de saída, tornando-os indispensáveis em sistemas de transmissão mecânica. Dado que a maioria das máquinas industriais opera sob condições de alta carga e baixa velocidade, onde o acionamento direto do motor primário é impraticável, os redutores de engrenagem são essenciais para alcançar a correspondência entre velocidade e torque. Através de um projeto preciso da relação de transmissão, eles diminuem proporcionalmente a velocidade de entrada enquanto aumentam proporcionalmente o torque de saída, garantindo o alinhamento ideal entre os parâmetros de potência e os requisitos de carga. Como elemento central da transmissão mecânica moderna, o desempenho dos redutores de engrenagem determina diretamente a eficiência da transmissão, a precisão operacional e a confiabilidade dos equipamentos em sistemas de energia. Isso os torna insubstituíveis em aplicações críticas, como equipamentos automatizados, máquinas de construção e sistemas de transporte. O mercado de redutores na China apresenta uma tendência constante de crescimento, com uma taxa de crescimento de longo prazo em torno de 5%%. De acordo com dados da Rui Guan Consulting, o mercado de redutores na China atingiu 144,7 bilhões de yuans em 2024, e a taxa de crescimento tem se mantido na faixa de 5% nos últimos anos. Influenciadas pela redução da força de trabalho doméstica e pelo envelhecimento populacional, as empresas manufatureiras estão acelerando a transição para a produção automatizada a fim de reduzir custos trabalhistas e aumentar a eficiência produtiva, o que impulsiona diretamente o crescimento da demanda por componentes essenciais para a automação industrial, como redutores. Ao mesmo tempo, os fabricantes nacionais de redutores estão continuamente aprimorando a competitividade de seus produtos, introduzindo, assimilando, absorvendo e inovando tecnologias estrangeiras avançadas, promovendo a localização e a substituição de produtos e reduzindo gradualmente a dependência de tecnologias estrangeiras. As aplicações de redutores abrangem inúmeros setores e desempenham um papel crucial. Com sua excelente capacidade de carga, confiabilidade, durabilidade e controle preciso de velocidade e torque, os redutores são essenciais para aumentar a eficiência de sistemas de produção inteiros em diversos setores. Suas aplicações incluem principalmente elevação e transporte, cimento e materiais de construção, robótica, mineração pesada, metalurgia e geração de energia, entre outros setores da economia nacional e da indústria de defesa. Dentre esses, elevação e transporte, cimento e materiais de construção e robótica são os principais campos de aplicação para redutores. Com o crescimento econômico sustentado da China e o aprofundamento da automação industrial, o produto interno bruto e o investimento em ativos fixos têm aumentado ano a ano. Como um componente básico fundamental de equipamentos industriais, a demanda de mercado por redutores também tem crescido constantemente. 1.2 Os redutores podem ser classificados em três categorias: de uso geral, de uso específico e de precisão. Os redutores são categorizados em três tipos principais: redutores de uso geral, redutores de uso específico e redutores de precisão. De modo geral, os redutores de uso geral são amplamente aplicáveis, os redutores de uso específico são projetados sob medida para necessidades específicas, enquanto os redutores de precisão se concentram em fornecer controle de movimento e recursos de posicionamento de alta precisão. Redutores de uso geral são dispositivos de transmissão padrão, projetados principalmente para aplicações de pequeno e médio porte. Amplamente utilizados em caixas de engrenagens industriais, sistemas de transporte e setores relacionados, oferecem precisão de controle limitada, atendendo apenas às necessidades básicas de transmissão de potência da maioria das máquinas. Os principais fabricantes incluem SEW, Siemens, Guomao Co., Ltd., Ningbo Dongli, Jiangsu Tailong e Zhongda Lide. Redutores especializados: Dispositivos de redução de velocidade personalizados, desenvolvidos de acordo com necessidades industriais específicas, geralmente em especificações grandes ou extragrandes, podem ser otimizados para cenários de aplicação específicos ou requisitos da indústria para atender a padrões de desempenho mais elevados e necessidades funcionais especiais, como caixas de engrenagens para geração de energia eólica, caixas de engrenagens metalúrgicas, etc. Empresas representativas incluem China High-Speed Transmission, Hangchi Forward, Weili Transmission, Zhongchi, Jinlei Co., Ltd., etc. Redutores de precisão, caracterizados por baixa folga, alta precisão, longa vida útil e confiabilidade excepcional, são a escolha preferida para aplicações críticas de precisão, como robótica e máquinas-ferramenta de alta tecnologia. Os principais fabricantes incluem HAMERNAK, Nabtesco, Lüde Harmonic e Zhongda Lide. Gráfico 4 Figura 4: Os redutores são classificados em tipos de uso geral, especializados e de precisão. Redutor geral: Projetado principalmente para aplicações de pequeno e médio porte, essas unidades modulares e seriadas são amplamente aplicáveis em diversos setores. SEW, Siemens, Guomao Co., Ltd., Ningbo Dongli, Jiangsu Tailong, Zhongda Lide e outros redutores especiais: As especificações são principalmente de grande e extra grande porte, em sua maioria produtos não padronizados e específicos para o setor. China relata transmissão de alta velocidade, Hangchi Forward, Weili Transmission, Heavy Teeth, Jinlei Shares dispositivo de redução de velocidade de precisão: Com baixa folga de retorno, alta precisão, longa vida útil e estabilidade confiável, é amplamente utilizado em campos de ponta, como robótica e máquinas-ferramenta CNC. Hamernak, Nabotsk, Green Harmonics, Zhongda Lide, etc. Fonte: Prospecto da Guomao Co., Ltd., Instituto de Pesquisa de Valores Mobiliários Wanlian. Dependendo de sua estrutura e métodos de transmissão, os redutores de precisão podem ser classificados em redutores harmônicos, redutores RV e redutores planetários de precisão. ① Redutor harmônico: Composto por um gerador de ondas, engrenagem flexível e engrenagem rígida. Com vantagens como tamanho compacto, design leve, alta precisão de transmissão, operação suave e grande relação de transmissão, é particularmente adequado para robôs industriais e robôs humanoides em setores como 3C, semicondutores e dispositivos médicos. É usado principalmente em componentes como braços, pulsos e mãos robóticas. No entanto, suas desvantagens incluem baixa transmissão de torque, transferência de potência ineficiente e vida útil limitada. ② Redutor RV: Este mecanismo de dois estágios combina a transmissão por engrenagem planetária involuta com a transmissão por pinhão cicloidal. Com alta eficiência de transmissão, operação suave, forte capacidade de carga, excelente rigidez e resistência superior a impactos de sobrecarga, é amplamente utilizado em componentes de robôs industriais sujeitos a cargas pesadas, como bases, braços e ombros. No entanto, suas desvantagens incluem estrutura complexa, alta dificuldade de fabricação e custos elevados. ③ Redutor planetário de precisão: compacto, composto por engrenagens planetárias, engrenagem solar e anel de engrenagem interna, com estrutura compacta, alto torque, alta eficiência de transmissão em estágio único, leveza, longa vida útil e isenção de manutenção, etc. É usado principalmente em juntas de rotação do corpo de robôs com baixos requisitos de precisão. Sua limitação é a pequena faixa de relação de transmissão em estágio único. Figura 5: Comparação de três redutores de precisão categoria de redutor característica de projeto mérito desvantagem área de aplicação esquema esquemático redutor harmônico Os principais componentes são o gerador de ondas, a cabine flexível e a cabine rígida. Quando o redutor opera, o gerador de ondas sofre deformação controlável e a potência é transmitida através do engrenamento das cabines flexível e rígida. Alta precisão de transmissão, peso e volume reduzidos, operação suave, grande relação de transmissão. A transferência de torque é relativamente pequena, a eficiência de transmissão é baixa e a vida útil é limitada. Juntas em robôs com cargas mais leves, como antebraço, pulso e mão, são usadas em áreas como aeroespacial, equipamentos de usinagem de precisão e dispositivos médicos. Redutor RV. Inclui principalmente dois tipos de dispositivos de transmissão: transmissão por engrenagem planetária involuta e transmissão por engrenagem planetária cicloidal. A precisão de transmissão é alta, a eficiência de transmissão é alta, a estabilidade de transmissão é alta, a capacidade de carga é forte, a rigidez e o desempenho de impacto de sobrecarga são bons. Estrutura complexa, difícil de fabricar, alto custo e vida útil limitada. O robô possui bases pesadas, juntas grandes, como o braço e o ombro. Redutor planetário de precisão. O design compacto inclui principalmente engrenagens planetárias, engrenagens solares e anéis de engrenagem interna. Os redutores planetários de precisão normalmente têm uma relação de redução de estágio único de 10 ou menos, com o número de estágios de redução geralmente não excedendo três. Transmissão de estágio único com eficiência de 97%, design leve e vida útil de até 20.000 horas — sem necessidade de manutenção. A transmissão de estágio único possui uma faixa estreita de relações de transmissão. Sistemas de transmissão de precisão para robôs móveis, equipamentos de novas energias, máquinas-ferramenta de alta tecnologia e transporte inteligente. Fonte: Prospecto do IPO da Kefeng Intelligence, Instituto de Pesquisa de Valores Mobiliários Wanlian. Figura 6: Comparação dos parâmetros de três redutores de precisão. Indicadores-chave: redutor harmônico, desacelerador RV, redutor planetário de precisão. Eficiência de transmissão: >70% >80% >95%. Precisão de transmissão ("): ≤60 ≤60 ≤180. Relação de transmissão: 30-160 30-192,4 3-512. Vida útil projetada (h): >8.000 >6.000 >20.000. Rigidez torsional (N·m/min de arco): 1,34-54,09. 20-1.176 10-370 Torque de saída nominal (N··m) 6,6-921 101-6.135 40-1.200 Ruído (dB) ≤60 ≤70 ≤65 Elevação de temperatura (℃) ≤40 ≤45 ≤30 Fonte: Prospecto do IPO da Kefeng Intelligence, Instituto de Pesquisa da Wanlian Securities. Redutores de precisão são amplamente utilizados em robôs e representam uma alta proporção do custo total. São componentes essenciais dos robôs, representando uma parcela significativa da estrutura de custos tanto em robôs industriais quanto em robôs humanoides. Seu desempenho determina diretamente o desempenho geral do robô, tornando a qualidade e o desempenho as principais considerações durante a seleção. Os redutores representam uma parcela substancial do custo total de um robô. De acordo com dados do Instituto de Pesquisa da Indústria Empresarial da China, eles representam 351.111.111.111% dos custos de robôs industriais. tornando-os o componente de maior custo. Dados da Zhiyan Consulting mostram que eles representam 161.111.111.111% dos custos de robôs humanoides, ficando atrás apenas dos motores de torque sem estrutura, o que os posiciona como um componente chave nesses robôs. Apesar da tendência de queda nos preços dos redutores, impulsionada por avanços tecnológicos e pela intensificação da concorrência no mercado, eles continuam sendo uma parte crucial dos custos dos robôs. Os fabricantes globais de redutores estão continuamente buscando a redução de custos por meio da inovação tecnológica e da produção em escala. 2.1 Redutor Harmônico: Robôs são o principal mercado incremental, Redutores Harmônicos Ecológicos Alcançam Inovação O redutor harmônico consiste em três componentes principais: um gerador de ondas, uma roda flexível e uma roda rígida. Por meio de sua operação coordenada, este dispositivo atinge altas taxas de redução e torque de saída em um design compacto. O gerador de ondas aciona a rotação da roda rígida por meio da deformação elástica da roda flexível, reduzindo efetivamente a velocidade e aumentando o torque. Esse design o torna particularmente adequado para aplicações de controle de precisão e ambientes com espaço limitado. O mercado de redutores harmônicos da China está experimentando uma rápida expansão. Esses componentes de precisão são amplamente utilizados em Sistemas de transmissão de precisão, com aplicações que agora se estendem à robótica, máquinas-ferramenta CNC de alta tecnologia, fabricação de semicondutores e equipamentos médicos. Dados do Instituto de Pesquisa da Indústria Empresarial da China mostram que o tamanho do mercado cresceu de 1,35 bilhão de yuans em 2019 para 2,49 bilhões de yuans em 2023, atingindo uma robusta taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 16,54%. O mercado deverá atingir 3,32 bilhões de yuans até 2025, com uma CAGR de 15,47% durante o período de 2023 a 2025. O mercado global de redutores harmônicos apresenta uma estrutura de "líder dominante", com a Lüde Harmonic alcançando avanços na produção nacional. O cenário competitivo permanece altamente concentrado, com a fabricante japonesa Harmonic Drive detendo uma posição de liderança com mais de 80% de participação no mercado global de vendas. No mercado de redutores harmônicos da China em 2023, a Harmonic A Drive e a Lüde Harmonic ficaram no primeiro escalão, detendo 38,7% e 14,5% de participação no mercado de vendas, respectivamente. Empresas como Lai Fu Harmonic, Tongchuan Technology e a japonesa Shinboshi Technology formaram o segundo escalão, com participações de mercado de 9,2%, 7,3% e 6,7%, respectivamente. Tecnologicamente, a Harmonic Drive mantém a liderança do setor, enquanto fabricantes nacionais como a Lüde Harmonic alcançaram níveis avançados internacionais por meio de avanços tecnológicos e melhorias no processo de produção em termos de relações de redução, torque nominal, eficiência de transmissão e precisão. Esse progresso quebrou o monopólio tecnológico dos fabricantes estrangeiros em redutores harmônicos de alta gama, substituindo gradualmente as marcas importadas. Gráfico 13: Informações básicas dos principais fabricantes nacionais e internacionais de redutores harmônicos. Nome da empresa Local de registro Local principal de registro Principais categorias de produtos Campos de aplicação Harmonic Drive Systems Inc. (HDSI) Japão Redutores harmônicos, redutores planetários, atuadores, servoacionamentos, etc. Área de robótica industrial (representada por robôs multiarticulados), equipamentos médicos, instrumentos de medição óptica, equipamentos de comunicação, equipamentos de impressão, bem como robôs submarinos, desenvolvimento aeroespacial, etc. NIDEC (Japão) Japão Motores, ventiladores, sopradores, controladores de motor, redutores, transportadores, equipamentos ópticos, sensores, dispositivos eletrônicos, acessórios para equipamentos, equipamentos de produção, etc. Automotivo, eletrodomésticos, eletrônicos de consumo, robôs, logística, saúde e bem-estar, instalações públicas (transporte, energia, TIC), comércio, entretenimento, indústria, etc. Green Harmonic Suzhou, Jiangsu (China) Redutores harmônicos e componentes metálicos, produtos com motores integrados, produtos hidráulicos Áreas de manufatura de ponta, como robôs industriais, robôs de serviço, máquinas-ferramenta CNC, dispositivos médicos, equipamentos para produção de semicondutores, equipamentos de novas energias, etc. Laifubo Shaoxing, Zhejiang (China) Redutores harmônicos Robôs industriais, robôs de serviço, equipamentos médicos equipamentos, equipamentos de automação de alta precisão, etc. 2.2 Redutor RV: Empresas Japonesas Lideram o Mercado, Potencial de Substituição Doméstica Enorme O redutor RV emprega um mecanismo de redução de dois estágios, combinando uma transmissão planetária involuta de primeiro estágio com uma transmissão planetária cicloidal de segundo estágio. Este projeto oferece vantagens excepcionais, incluindo uma ampla faixa de transmissão e alta eficiência. Apresentando robusta capacidade de carga e rigidez superior, serve como um sistema de transmissão de alto desempenho ideal, particularmente adequado para robôs industriais, máquinas-ferramenta CNC e equipamentos de diagnóstico médico, onde a eficiência de transmissão, a capacidade de carga e a precisão são requisitos críticos. O mercado de redutores RV continua a se expandir, com a taxa de crescimento do mercado chinês superando a média global. Tanto o mercado global quanto o chinês de redutores RV apresentam crescimento constante, impulsionado principalmente pelo rápido desenvolvimento da automação industrial e da manufatura inteligente, especialmente a ampla aplicação no campo de robôs industriais. De acordo com dados da QY Research, o tamanho do mercado global de redutores RV cresceu de 3,43 bilhões de yuans para 7,51 bilhões de yuans de 2018 para Em 2023, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 16,97%. De acordo com dados do Instituto de Pesquisa Industrial de Huajing, o mercado chinês de redutores para veículos recreativos (RV) cresceu de 1,082 bilhão de yuans para 4,295 bilhões de yuans entre 2014 e 2021, com uma CAGR de 21,77%, superando a taxa média de crescimento global. Projeta-se que o mercado atinja 6 bilhões de yuans até 2025. Dentre esses fatores, a alta taxa de crescimento do mercado chinês de redutores para RV entre 2014 e 2017 foi atribuída principalmente ao rápido aumento nas instalações de robôs industriais; a desaceleração no crescimento das instalações de robôs industriais entre 2018 e 2019 levou à estagnação do crescimento do mercado de redutores para RV; e a retomada do crescimento das instalações de robôs industriais entre 2020 e 2021 impulsionou um aumento significativo na demanda por redutores para RV. A Nabtesco mantém uma posição dominante no mercado de redutores para válvulas redutoras, com os esforços de substituição no mercado interno ganhando impulso significativo. No setor global de redutores para válvulas redutoras, a fabricante japonesa Nabtesco tem consistentemente liderado a indústria. No mercado interno, a Nabtesco dominou o mercado em 2020 com uma participação absoluta de 54,80%, seguida pela Sumitomo Heavy Industries (6,60%) e pela Zhongda Lide (6,16%). De 2021 a 2023, o cenário do mercado passou por mudanças notáveis, com a Huandong Technology demonstrando forte crescimento, aumentando sua participação de mercado de 5,25% em 2020 para 18,89% em 2023, consolidando sua posição como a segunda maior empresa do setor na China. Enquanto isso, as fabricantes internacionais viram suas participações de mercado diminuírem, com a participação da Nabtesco também em declínio. de 54,80% para 40,17%. À medida que a Huandong Technology substitui progressivamente as importações da Nabtesco, ela consolidou ainda mais sua liderança no mercado chinês de redutores RV para robótica. 2.3 Redutor planetário de precisão: Mercado da Ásia-Pacífico como principal mercado, empresas nacionais aceleram a recuperação. Os redutores planetários de precisão, compostos por engrenagens solares, engrenagens planetárias, engrenagens internas e eixos de saída, são um tipo de redutor caracterizado por alta precisão, alto torque, tamanho compacto e design leve. Esses redutores se destacam na transmissão de alto torque e operação silenciosa, tornando-os indispensáveis em aplicações industriais que exigem alta velocidade, precisão e cargas pesadas. Eles são amplamente utilizados em áreas como fabricação de máquinas-ferramenta, aeroespacial, máquinas agrícolas e robótica inteligente, servindo como um componente crítico na indústria moderna. O mercado global de redutores planetários de precisão está em constante expansão, com expectativa de aceleração do crescimento do mercado interno. Impulsionado pela demanda em automação industrial, robótica, aeroespacial e manufatura de precisão, Este setor tem mantido um crescimento constante nos últimos anos. De acordo com a QY Research, o mercado global deverá crescer de US$ 1,1 bilhão em 2020 para US$ 1,376 bilhão em 2024, a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 10,32%. Espera-se que o mercado atinja US$ 1,471 bilhão até 2025. Os redutores planetários de precisão nacionais têm um potencial de substituição significativo. Globalmente, os redutores planetários de precisão de países como Alemanha e Japão são reconhecidos pelo seu alto desempenho e qualidade, liderando o setor em materiais, padrões de projeto, controle de qualidade, precisão, confiabilidade e vida útil. Eles são amplamente utilizados em áreas de ponta, como equipamentos de automação, robótica e máquinas-ferramenta de precisão. Os principais fabricantes incluem as japonesas Shinbaku, Newcat e Wittenstein. Os fabricantes nacionais são representados principalmente pela Kefeng Intelligent e Newcat. Em 2023, os cinco principais fabricantes de redutores planetários de precisão na China eram Shinbaku (Japão), Hubei Kefeng (China), Newcat (China), Jingrui Technology (Taiwan, China) e Liming (Taiwan, China), com participações de mercado de 20%, 12%, 9%, 7% e 51111111111, respectivamente, atingindo um CR5 de 53%1. Atualmente, os redutores planetários de precisão de alta qualidade fabricados no país, representados pela Kefeng Intelligent, alcançaram ou se aproximaram dos níveis de liderança internacional em indicadores de desempenho essenciais, como precisão de transmissão, eficiência de transmissão e controle de ruído, possibilitando a substituição de importações em alguns cenários de aplicação e demonstrando vantagens competitivas na localização da produção. No entanto, em comparação com os padrões internacionais de ponta, os produtos nacionais ainda apresentam lacunas em vida útil e consistência de produção, exigindo esforços contínuos em pesquisa e desenvolvimento tecnológico e processos. Otimização para impulsionar melhorias abrangentes de desempenho. Volume de demanda e avanço tecnológico: redutores de precisão domésticos entram em período crítico de desenvolvimento. 3.1 A produção em massa de robôs humanoides está se aproximando, abrindo espaço incremental no mercado de redutores de precisão. Os robôs humanoides estão preparados para um crescimento notável, com o mercado projetado para se expandir rapidamente. Seu vasto potencial é impulsionado por avanços tecnológicos, reduções de custos e crescente demanda social, permitindo aplicações generalizadas em diversos setores — da produção industrial e serviços domésticos ao cuidado de idosos, assistência médica e entretenimento educacional. Esses robôs desempenharão um papel cada vez mais vital na prestação de serviços de apoio e na melhoria da qualidade de vida. De acordo com o Instituto de Pesquisa da Indústria Empresarial da China, o mercado global de robôs humanoides deverá ultrapassar US$ 1,1 bilhão até 2028, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 56,99% de 2023 a 2028. À medida que esses robôs se tornam mais inteligentes, seu potencial de mercado a longo prazo continuará a crescer exponencialmente. Robô humanoide da Tesla A robótica está avançando rapidamente, com a produção em massa e a comercialização entrando na fase de planejamento. O robô Optimus da empresa demonstrou uma velocidade de iteração excepcional: desde o anúncio do projeto em agosto de 2021 até a apresentação do protótipo de primeira geração em setembro de 2022 e, finalmente, o lançamento da segunda geração, Optimus-Gen2, em dezembro de 2023. Foram implementadas atualizações de hardware, com melhorias significativas nos projetos das juntas principais, na engenharia de componentes e no controle geral de coordenação. Esses aprimoramentos aumentaram drasticamente a flexibilidade e as capacidades operacionais do robô, demonstrando uma rápida iteração de produto que permite melhorias de desempenho mais rápidas e reduções de custos na robótica humanoide. O Optimus foi projetado para aplicações industriais e domésticas, com o objetivo final de atingir a produção em massa até 2026 e fornecer serviços para outras empresas. As projeções do setor sugerem que o Optimus entrará em produção em massa e vendas externas até 2026, encontrando aplicações em diversos setores. A Figure AI garantiu financiamento de vários líderes e investidores do setor, demonstrando um crescimento robusto tanto em tecnologia quanto em potencial de mercado. No início de março de 2024, a empresa anunciou que havia A Figure AI arrecadou aproximadamente US$ 1.111.211.111.675 milhões de dólares de gigantes da tecnologia, incluindo o fundador da Amazon, Jeff Bezos, NVIDIA, OpenAI e Microsoft, atingindo uma avaliação de US$ 1.111.211.112,6 bilhões. Os investidores também incluem o braço de capital de risco da Intel, ILG Innotek, Samsung Investment Group, Parkway Venture Capital, Align Ventures e o ARK Fund de Moutoujie. Esses investimentos não apenas fornecem suporte financeiro, mas também oferecem um forte endosso ao avanço tecnológico e à expansão de mercado da Figure AI. O Figure 02, lançado em agosto de 2024, baseia-se na funcionalidade e estética de seu antecessor, ao mesmo tempo que aprimora significativamente o desempenho robótico. Apresentando uma estrutura de exoesqueleto redesenhada, o produto ostenta uma aparência mais refinada e coesa, com curvas mais suaves. Fios expostos e baterias foram ocultados atrás de painéis de metal, enquanto a capacidade de computação de borda foi substancialmente aprimorada, permitindo que o robô execute autonomamente várias tarefas do mundo real. Os fabricantes nacionais diversificaram seus layouts, com recursos de produto distintos. Nos últimos anos, especialmente Desde 2023, participantes de diversas áreas aceleraram sua entrada no mercado de robôs humanoides. Universidades, centros de inovação e várias empresas realizaram movimentos estratégicos, resultando em uma alta frequência de lançamentos de novos produtos de robôs humanoides. Fabricantes de robôs como Ubtech, Yushu e Fourier, centros de inovação como o Centro de Inovação em Robôs Humanoides de Pequim e o Centro de Inovação em Robôs Humanoides de Zhejiang, universidades como o Laboratório de Robótica da Universidade de Ciência e Tecnologia da China e o Instituto de Automação da Academia Chinesa de Ciências, bem como fabricantes de automóveis como XPeng e Chery, e empresas com forte presença na internet como Xiaomi e Zhiyuan, lançaram produtos de robôs humanoides. Atualmente, os robôs humanoides nacionais possuem características únicas, demonstrando forte competitividade em recursos-chave como inteligência e controle de movimento, e avançando rapidamente no processo de produção em massa. Até 2025, a indústria de robôs humanoides entrará em uma nova fase de desenvolvimento, marcada pela finalização de soluções e pela implementação da produção em pequena escala. A finalização de soluções indica que o design e a funcionalidade do produto se estabilizarão, preparando o terreno para a produção em larga escala. A produção em pequena escala simboliza a transição dos robôs humanoides dos laboratórios para aplicações comerciais mais amplas, atendendo às demandas do mercado e alcançando avanços industriais. A produção em massa de robôs humanoides é iminente, com diferentes estratégias de seleção para redutores de precisão em suas aplicações. O robô humanoide Optimus da Tesla emprega um sistema de redutor harmônico, enquanto alguns fabricantes nacionais adotam redutores harmônicos ou redutores planetários de precisão. Os redutores harmônicos oferecem tamanho compacto e alta precisão, mas têm custos mais elevados. A solução híbrida, que combina redutores harmônicos e redutores planetários de precisão, proporciona rigidez superior e custo-benefício, embora resulte em dimensões e peso maiores. Os custos de hardware continuam sendo um fator crítico na comercialização de robôs humanoides, onde a abordagem híbrida demonstra vantagens de custo. A análise de mercado de redutores de precisão para robôs humanoides indica que esse setor emergente pode gerar centenas de bilhões em receita incremental. Os fabricantes atuais empregam diversas abordagens técnicas: a Tesla utiliza 14 redutores harmônicos, a Fourier emprega 32 redutores planetários, enquanto o modelo Yuanzheng A2 combina redutores planetários e harmônicos sem especificar números exatos. À medida que os robôs humanoides entram em A produção em massa e as economias de escala devem impulsionar a redução de preços dos redutores de precisão. Com base no Optimus da Tesla e em configurações de robôs humanoides nacionais, um único robô humanoide normalmente requer 30 redutores de precisão. Os redutores harmônicos são priorizados para áreas de alta precisão, como ombros e pulsos, enquanto os redutores planetários predominam nas articulações da cintura e do quadril, representando aproximadamente 60% do total. As projeções para remessas em 2030, sob cenários conservador (500.000 unidades), neutro (1 milhão de unidades) e otimista (1,5 milhão de unidades), sugerem um crescimento incremental do mercado de 12,6 a 28,8 bilhões de yuans para redutores de precisão, com os redutores harmônicos contribuindo com 9 a 21,6 bilhões de yuans e os redutores planetários com 3,6 a 7,2 bilhões de yuans, respectivamente. Tabela 29: Previsão do Tamanho do Mercado Global de Redutores de Precisão na Categoria de Robôs Humanoides para 2030. Cenário Conservador, Cenário Neutro, Cenário Otimista. Remessas de robôs humanoides (10 mil unidades): 50, 100. Demanda por redutor harmônico (unidades/unidade) 150 18 18 18 Demanda total por redutores harmônicos (10 mil unidades) 900 1800 2700 Preço do redutor harmônico (yuan/unidade) 1000 900 800 Tamanho do mercado de redutores harmônicos (100 milhões de yuans) 90 162 216 Demanda por redutor planetário de precisão (unidades/unidade) 12 12 12 Demanda total por redutores planetários de precisão (10 mil unidades) 600 1200 1800 Preço do redutor planetário de precisão (yuan/unidade) 600 500 400 Tamanho do mercado de redutores planetários de precisão (100 milhões de yuans) 36 60 72 Tamanho total do mercado de redutores de precisão para robôs humanoides (100 milhões de yuans) 126 222 288 Fontes de dados: Prospecto da Harmonic Drive, Prospecto do Mercado STAR, Instituto de Pesquisa de Valores Mobiliários Wanlian 3.2 O desenvolvimento de robôs industriais impulsiona o crescimento da demanda por redutores, com o volume de instalações na China representando uma parcela significativa. A demanda por aplicações de robôs industriais no mercado downstream está aumentando constantemente, impulsionando o crescimento de redutores harmônicos e redutores RV no setor upstream. Nos últimos anos, o mercado global de robôs industriais tem apresentado tendências positivas de desenvolvimento em termos de volume de instalações, inovação tecnológica, expansão de aplicações e expectativas de mercado. De acordo com dados da IFR, o volume global de instalações de robôs industriais em 2024 foi de 542.000 unidades, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 4,44% de 2017 a 2024. Em 2021, a taxa de crescimento do volume de instalações foi notavelmente alta devido ao rápido crescimento das indústrias de veículos de nova energia e eletrônicos de consumo. As cinco principais regiões para instalações globais de robôs industriais em 2024 foram China, Japão, Estados Unidos, Coreia do Sul e Alemanha. Como o maior mercado de robôs industriais do mundo, a China desempenhou um papel significativo. impulsionando a indústria global de robótica. Com o avanço contínuo da manufatura de alta tecnologia, a tendência de "máquinas substituindo humanos" continuará a se beneficiar, e a certeza de crescimento no mercado de redutores deverá se fortalecer ainda mais nos próximos anos. A China, como o maior mercado mundial de robôs industriais, tem proporcionado um forte impulso para a substituição de robôs por redutores no mercado interno. As indústrias automotiva e eletrônica são os principais setores demandantes de robôs industriais. A China não é apenas o maior mercado e base de produção automotiva do mundo, mas também ocupa uma posição-chave em áreas de produção essenciais, como equipamentos eletrônicos, baterias, semicondutores e microchips, o que contribui para que o país se torne o maior mercado mundial de robôs industriais. Impulsionado pela contínua implementação de políticas de apoio à indústria e pela crescente demanda do mercado, o volume de instalações de robôs industriais na China tornou-se cada vez mais significativo em nível global. De acordo com as estatísticas da IFR, o volume de instalações de robôs industriais na China aumentou de 15.000 unidades em 2010 para 295.000 unidades em 2024, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 23,7% entre 2010 e 2024; a proporção do volume de instalações também aumentou de 12,4% em 2010 para 54,4% em 2023. Atualmente, o volume anual de instalações de robôs industriais na China supera a soma de todos os outros países, tornando-a o maior mercado de robôs industriais do mundo. Essa posição de mercado acelerou o processo de substituição de redutores no mercado interno. 3.3 Os fabricantes nacionais de redutores de precisão estão realizando avanços tecnológicos contínuos, acelerando o processo de substituição no mercado interno. As empresas estrangeiras de redutores de precisão dominam o mercado há muito tempo, criando uma demanda urgente por alternativas nacionais. Durante anos, empresas internacionais como a Harmonic Drive e a Nabtesco consolidaram uma posição de liderança no mercado de redutores de precisão de alta gama, particularmente nos segmentos de redutores harmônicos e redutores RV, graças à sua longa trajetória tecnológica e à qualidade estável de seus produtos. Ao mesmo tempo, estabeleceram parcerias sólidas e de longo prazo com os principais fabricantes globais de robôs industriais, como ABB, Fanuc, KUKA e Yaskawa, fortalecendo ainda mais sua liderança no setor. Em contrapartida, a indústria chinesa de redutores de precisão iniciou suas atividades mais tarde e enfrenta o duplo desafio da dominância de marcas estrangeiras no mercado e da defasagem tecnológica. Os altos preços e os longos prazos de entrega dos redutores de precisão importados representam, portanto, entraves significativos para o desenvolvimento da indústria de robôs industriais na China. Assim, promover a nacionalização da produção de redutores de precisão e romper com os monopólios tecnológicos estrangeiros tornaram-se tarefas urgentes para o desenvolvimento da indústria de fabricação de equipamentos de alta gama na China. Com a melhoria contínua das capacidades independentes de P&D e produção das empresas nacionais, espera-se que os redutores de precisão produzidos internamente expandam gradualmente sua participação de mercado, reduzindo custos e prazos de entrega, o que contribuirá significativamente para o desenvolvimento geral da indústria de robôs industriais na China. Políticas de apoio industrial têm sido implementadas de forma abrangente, e o processo de nacionalização da produção está avançando de maneira constante. O desenvolvimento de redutores está intimamente ligado à indústria de manufatura de alta tecnologia. Para promover a modernização e o aprimoramento industrial da China, o governo e as autoridades competentes têm emitido uma série de políticas de apoio e orientação com o objetivo de impulsionar a tecnologia de redutores rumo a maior precisão, maior desempenho e maior eficiência energética, incentivando a substituição de produtos nacionais e reduzindo a dependência de importações. Nos últimos anos, o governo implementou uma série de políticas industriais para incentivar o desenvolvimento da indústria de redutores de precisão, como o “14º Plano Quinquenal para o Desenvolvimento da Manufatura Inteligente” e as “Diretrizes de Implementação para o Aprimoramento da Confiabilidade da Manufatura”. Essas políticas incentivam as empresas a aprimorarem a qualidade e a capacidade de produção de redutores de precisão, superarem desafios técnicos e, assim, elevarem o nível de inteligência da fabricação de equipamentos no país. Com a promulgação e implementação de uma série de políticas de incentivo industrial, a China listou o avanço das principais tecnologias de robótica como uma das estratégias-chave para o desenvolvimento científico e tecnológico nacional, e o apoio à indústria de redutores de precisão continua a aumentar. No futuro, impulsionada pelo apoio político e pelos contínuos avanços tecnológicos em redutores de precisão nacionais, o grau de nacionalização se acelerará, e espera-se que se forme um cenário de mercado onde os redutores de marcas nacionais possam competir com as marcas internacionais. Gráfico 34: Políticas Relevantes na Indústria de Redutores da China nos Últimos Anos Publicação Política Nome Cobertura principal Dezembro de 2021 Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação e sete outros departamentos 14º Plano Quinquenal para o Desenvolvimento da Manufatura Inteligente Desenvolveremos vigorosamente equipamentos de manufatura inteligente, incluindo sensores de deslocamento micro/nano, sensores táteis flexíveis, sensores de visão de alta resolução, instrumentos de detecção de componentes online, controladores avançados, sistemas de servoacionamento de alta precisão, redutores de alto desempenho e confiáveis, dispositivos vestíveis de interação homem-máquina, equipamentos de posicionamento de campo industrial e sistemas CNC inteligentes. Junho de 2023: Cinco departamentos, incluindo o Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, implementam pareceres sobre a melhoria da confiabilidade da indústria de manufatura. A confiabilidade de componentes básicos especiais essenciais, como redutores de precisão, controladores inteligentes, peças de controle de instrumentos, sensores, componentes de fontes, detectores, pré-processadores de amostras, rolamentos de alta qualidade, engrenagens de precisão, fixadores de alta resistência e vedações de alto desempenho para robôs industriais, além de peças básicas em geral, é aprimorada. Agosto de 2023: O Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação e outros três departamentos implementam o Plano de Implementação para o Novo Projeto Piloto de Padronização Industrial (2023-2035). No âmbito dos sistemas de componentes-chave, são desenvolvidos padrões para controladores de motores, conjuntos de redutores e outros sistemas de motores de acionamento. Setembro de 2023: Plano de Trabalho do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação e outros seis departamentos para o Crescimento Estável da Indústria de Máquinas (2023-2024). O plano prevê a aceleração da construção de grandes projetos delineados no 14º Plano Quinquenal, incluindo manufatura inteligente e robótica, grandes equipamentos técnicos, veículos de novas energias e veículos inteligentes conectados, máquinas agrícolas, equipamentos médicos de ponta e medicamentos inovadores, além da expansão contínua da demanda por máquinas industriais, instrumentos, equipamentos farmacêuticos e robôs industriais. Dezembro de 2023: Catálogo da Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma para Orientar a Reestruturação Industrial (Edição de 2024). O catálogo é composto por três categorias: incentivado, restrito e eliminado. Na categoria incentivada, propõe-se promover o desenvolvimento de peças-chave de transmissão, como fornos rotativos, rolamentos de esferas, moinhos verticais, prensas de rolos e outros redutores especiais para a indústria de cimento, bem como redutores de alta precisão para robôs industriais. Fonte: Site do Governo Chinês, Instituto de Pesquisa de Valores Mobiliários Wanlian 3.4 Recomendações de Investimento e Desenvolvimento Os redutores de precisão, como componentes essenciais da robótica, estão prestes a desbloquear um mercado multibilionário até 2030, à medida que robôs humanoides da Tesla, Figure, Yushu Technology e Zhiyuan Robotics entram em produção em massa. O segmento de redutores harmônicos se destaca como o mais promissor, com o maior ímpeto de crescimento. Enquanto isso, os fabricantes nacionais estão fazendo avanços na tecnologia de redutores de precisão, acelerando a substituição de produtos estrangeiros. As principais empresas chinesas neste campo estão bem posicionadas para capitalizar essas oportunidades. Os investidores devem se concentrar nos principais players nacionais especializados em redutores harmônicos e redutores planetários de precisão, que estão prestes a se integrar às principais cadeias de suprimentos de robôs humanoides. Além disso, para impulsionar a produção nacional, devemos priorizar avanços em tecnologias essenciais e superar os principais desafios de gargalo. Para fortalecer os investimentos fundamentais em P&D, incentivamos empresas, universidades e instituições de pesquisa a estabelecerem conjuntamente plataformas de P&D. O foco será na superação de tecnologias essenciais, como materiais avançados (por exemplo, aço para engrenagens de alta qualidade e materiais flexíveis), processos de usinagem de precisão (por exemplo, técnicas de conformação para rodas flexíveis de redutores harmônicos e técnicas de retificação para rodas cicloidais de redutores RV) e projeto de transmissão (por exemplo, estruturas de baixo entreferro e alta eficiência). Esta iniciativa visa reduzir a diferença em relação aos líderes globais do setor, como a Harmonic Drive e a Nabtesco, em termos de precisão, vida útil e confiabilidade. Por exemplo, empresas como a Green Harmonic e a Ring Motion Technology recebem apoio para manter os investimentos em P&D, ampliando os limites de desempenho dos redutores harmônicos e RV. Para atender às demandas emergentes, como robôs humanoides, investimos proativamente em redutores leves e altamente integrados. Ao mesmo tempo, fortalecemos os portfólios de patentes para mitigar os riscos de infração internacional e construir barreiras tecnológicas por meio da inovação independente. 3.5 Alerta de Risco 1) Risco de intensificação da concorrência de mercado: À medida que o mercado de robôs humanoides se expande, o setor de redutores de precisão pode receber mais novos participantes. Enquanto isso, o líder global do setor, que detém uma posição dominante, pode adotar estratégias agressivas contra os concorrentes. Isso pode levar a uma concorrência mais acirrada, potencialmente reduzindo a lucratividade corporativa devido a guerras de preços. 2) Risco de baixo desempenho em robótica humanoide: Atualmente em estágios iniciais de desenvolvimento, os robôs humanoides enfrentam incertezas significativas. Caso o desempenho futuro fique aquém das expectativas, isso poderá afetar negativamente a demanda geral por redutores de precisão, um componente essencial desses robôs. 3) Risco de baixo crescimento da demanda por robôs industriais: Caso setores a jusante, como o automotivo e o de eletrônicos de consumo (3C), não consigam atender ao crescimento esperado da demanda, isso poderá afetar negativamente o desempenho futuro dos fabricantes de redutores de precisão. 4) Riscos de substituição de redutores de precisão no mercado interno não atingir as expectativas: Atualmente, os fabricantes chineses de redutores de precisão ainda estão significativamente atrás dos líderes estrangeiros do setor em tecnologia. Sem avanços tecnológicos, o processo de substituição no mercado interno pode não atingir as expectativas, impactando potencialmente o crescimento do desempenho das empresas nacionais de redutores de precisão.  

Estado de Desenvolvimento e Desafios da Montagem da Transmissão: Como sistema de transmissão de potência em acionamentos elétricos, o redutor pode reduzir a velocidade e aumentar o torque para atender à demanda normal de potência dos usuários. Ele inclui principalmente sistema de engrenagens, rolamentos, diferencial, carcaça e outros acessórios. Os principais atributos e requisitos de desempenho são tamanho, peso, eficiência e NVH (ruído, vibração e aspereza). Os redutores de acionamento elétrico atuais apresentam predominantemente um design de eixo paralelo de dois estágios e velocidade única, que oferece uma estrutura simples e alta relação custo-benefício, tornando-se a solução dominante indiscutível. No entanto, à medida que os usuários exigem cada vez mais espaço e autonomia nos veículos, a pressão sobre vários subsistemas aumenta significativamente. Como um componente crítico, os redutores de acionamento elétrico agora enfrentam desafios substanciais em termos de espaço, peso e eficiência. As principais montadoras e gigantes internacionais de sistemas de propulsão estão explorando ativamente arquiteturas inovadoras, como arranjos de engrenagens planetárias. Atualmente, os modelos de produção em massa com engrenagens planetárias são encontrados predominantemente em veículos de gama média a alta de marcas internacionais como Audi e-tron, Jaguar Land Rover I-Pace e Lucid Air. Na China, apenas a marca Jike e alguns modelos da Geely adotarão essa tecnologia a partir de 2024. Enquanto isso, o mercado da cadeia de suprimentos de engrenagens planetárias para carros de passeio é quase inteiramente dominado por gigantes globais como Schaeffler e ZF. Fabricantes nacionais como a Xingqu estão expandindo ativamente sua presença nesse setor. No futuro, espera-se que as engrenagens planetárias coaxiais ganhem significativa tração no mercado, principalmente nos segmentos de veículos de médio a alto padrão. A necessidade de alta compactação em sistemas de transmissão ▶ situação atual Como um componente chave do trem de força, o motor elétrico afeta consideravelmente o layout do veículo. Com a crescente demanda do público por espaço interno e no porta-malas, e com a plataformaização do veículo e do trem de força, o trem de força precisa ter alta adaptabilidade ao layout do veículo. Portanto, o espaço e a regularidade do motor elétrico precisam ser maiores. Como mostrado na figura abaixo, o tamanho do sistema de transmissão afeta diretamente a direção X (direção longitudinal do veículo) do motor elétrico e, consequentemente, o espaço no carro ou no porta-malas. Figura 1 Diagrama esquemático do layout do sistema de transmissão Fonte: Informação pública O sistema de transmissão atual emprega predominantemente configurações de eixos paralelos, onde as dimensões do eixo X são diretamente influenciadas pela distância entre os eixos de entrada e saída. Os padrões da indústria para as dimensões do eixo X são geralmente os descritos na tabela abaixo. Embora as caixas de engrenagens planetárias atualmente detenham uma pequena participação de mercado, sua demanda deverá crescer significativamente no futuro. A Schaeffler, uma das principais defensoras das caixas de engrenagens planetárias, desenvolveu modelos com dimensões do eixo X de 30% a 401111111111 menores do que os sistemas tradicionais de eixos paralelos. Tabela 1 Dimensões do eixo X na indústria Torque de saída <3000Nm 3000-4000Nm 4000-5000Nm Dimensão do eixo X <400mm 400-600mm 460-480mm ▶ lançando o desafio O sistema de transmissão atual comprime o espaço ao extremo. Após a redução da distância entre centros, surgem riscos relacionados à resistência do eixo ao dente e ao NVH (Ruído, Vibração e Aspereza). A distância reduzida entre centros impõe restrições aos parâmetros macroscópicos dos dentes da engrenagem, incluindo limitações de módulo, riscos de flexão da raiz e desafios quanto à resistência do contato da superfície do dente. Além disso, a resposta de torque aprimorada e as frequentes demandas de frenagem regenerativa em veículos de novas energias impõem requisitos de resistência mais rigorosos aos dentes da engrenagem e aos diferenciais. É necessária otimização na seleção de materiais, nos processos de tratamento térmico e nas técnicas de reforço superficial. A necessidade de sistemas de transmissão leves ▶ situação atual Para veículos de novas energias, particularmente os modelos puramente elétricos, a autonomia é uma preocupação fundamental para os usuários, enquanto o peso impacta significativamente a autonomia. O sistema de propulsão elétrica representa aproximadamente 511.111.111.111 do peso total do veículo, sendo que o sistema de transmissão representa cerca de 501.111.111.111 do peso do sistema de propulsão elétrica. Como o peso do sistema de transmissão afeta diretamente o custo e as dimensões, o baixo peso também é um requisito crítico para o sistema de propulsão elétrica. Atualmente, os redutores de eixos paralelos dominam o mercado com mais de 95% de adoção, onde o peso se correlaciona com o torque de saída, conforme mostrado na tabela abaixo. A série Zhi Ji L7/L6 apresenta carcaças em liga de magnésio-alumínio, alcançando um peso 30% menor do que as carcaças convencionais em liga de alumínio. Embora as caixas de engrenagens planetárias detenham atualmente uma pequena participação de mercado, sua demanda deverá crescer significativamente. Como pioneira na tecnologia de redutores de engrenagens planetárias, as soluções da Schaeffler reduzem o peso em 30% a 40% em comparação com os redutores de eixos paralelos tradicionais. Tabela 2 Relação entre peso e torque de saída de um único redutor Torque de saída <3000Nm 3000-4000Nm 4000-5000Nm Peso (peso seco) <25kg 25-30kg 30-35kg ▶ lançando o desafio Para atender à demanda por sistemas de transmissão leves, os redutores são normalmente otimizados por meio do projeto estrutural e da seleção de materiais. A otimização estrutural reduz diretamente o uso de material, mas essa abordagem também introduz riscos de resistência e confiabilidade, bem como problemas de NVH (Ruído, Vibração e Aspereza). Embora as carcaças de liga de magnésio-alumínio sejam econômicas, elas sofrem com fluência em altas temperaturas e baixa rigidez, o que agrava ainda mais os riscos de NVH. A necessidade de transmissão eficiente ▶ situação atual Outro fator crítico que afeta a autonomia do veículo é a eficiência da propulsão elétrica. Além dos padrões CLTC (Teste e Certificação de Veículos de Nova Energia da China), a eficiência em alta velocidade constante tornou-se uma preocupação fundamental para os usuários. Condições comuns de condução em alta velocidade, como 100 km/h e 120 km/h, exigem sistemas de transmissão de alta velocidade e alta eficiência com baixo torque de saída. Considerações importantes incluem a arquitetura da transmissão, o layout do eixo, a seleção dos rolamentos, a precisão das engrenagens, o projeto da cavidade da carcaça e a escolha do lubrificante. Com as montadoras adotando aplicações de montagem, condições operacionais refinadas e avanços nas tecnologias de componentes, a eficiência CLTC das caixas de câmbio tem melhorado constantemente. Antes de 2020, a eficiência CLTC geralmente girava em torno de 97,5%, com alguns fabricantes atingindo 97,5%. Por exemplo, a G9 da XPeng Motors (modelo 2022) demonstrou uma eficiência CLTC medida superior a 97,5%, enquanto a G6 (modelo 2023) alcançou 97,6%. ▶ lançando o desafio Atualmente, o redutor de alta eficiência é obtido basicamente pela redução da perda de torque e da perda de velocidade. Reduzir a perda de torque aprimorando a precisão do engrenamento, reduzindo a rugosidade da superfície dos dentes e a taxa de deslizamento, e utilizando rolamentos de esferas de baixa resistência ao rolamento. Reduzir a perda de velocidade: O cárter de óleo seco minimiza a perda por agitação do óleo, e lubrificantes de baixa viscosidade são recomendados. A alta precisão de engrenamento e a baixa rugosidade da superfície dos dentes impõem maiores exigências à tecnologia de usinagem das engrenagens do eixo e ao ritmo de produção, o que também significa um custo de produção mais elevado. A capacidade de proteção do rolamento da engrenagem do eixo será reduzida quando se selecionar óleo lubrificante de baixa viscosidade, o que representa um desafio maior para a confiabilidade do rolamento da engrenagem do eixo. A necessidade de transmissão silenciosa ▶ situação atual À medida que os consumidores priorizam cada vez mais o silêncio do veículo, a falta de mascaramento do ruído do motor nos sistemas de acionamento elétrico torna seu ruído mais perceptível. Além disso, o ruído das caixas de câmbio de acionamento elétrico normalmente se situa na faixa de frequência média a alta, que os usuários podem perceber facilmente. Com os recentes avanços nos processos de fabricação de veículos nacionais e na qualidade dos materiais, a qualidade sonora geral dos veículos melhorou significativamente, o que acentuou ainda mais o ruído de assobio dos sistemas de acionamento elétrico. Nos sistemas de transmissão modernos, os problemas de NVH (Ruído, Vibração e Aspereza) vão além do ruído de contato entre o eixo e os dentes da engrenagem. Os clientes agora priorizam o conforto de condução e a qualidade acústica, mas também percebem ruídos de batida e transições bruscas durante as mudanças de torque. Isso reflete a crescente complexidade dos desafios de NVH na engenharia automotiva. Em sistemas de transmissão padrão, a câmara semi-amortecida normalmente produz um nível médio de ruído de 5 decibéis (dB) a 1 metro de distância e cerca de 70 dB(A) sob condições de torque máximo, com alguns fabricantes atingindo níveis de ruído abaixo de 65 dB(A). ▶ Lançando o desafio: Comparados aos veículos convencionais, os veículos de novas energias enfrentam maiores desafios de desenvolvimento de NVH devido à ausência do efeito de mascaramento dos motores de combustão interna e à crescente demanda dos usuários por silêncio na cabine. O ruído do sistema de transmissão nesses veículos envolve predominantemente sons de média a alta frequência, que são particularmente sensíveis aos ouvidos humanos. Com inúmeros componentes rotativos e desafios significativos na produção em massa e na estabilidade da montagem, o ruído da transmissão tornou-se uma das principais fontes de reclamações dos clientes. NVH (Ruído, Vibração e Aspereza) é uma percepção subjetiva intimamente ligada a considerações de custo. Como as expectativas dos usuários variam entre os diferentes segmentos de veículos, o estabelecimento de objetivos de desenvolvimento de NVH deve estar alinhado, em primeiro lugar, com o posicionamento do veículo e o perfil demográfico do usuário-alvo. A resolução de problemas de NVH abrange todo o ciclo de desenvolvimento do veículo. Uma vez identificados, o processo envolve testes, análises, simulações computacionais, categorização do problema, formulação da solução e validação. Além de um processo de desenvolvimento robusto, a experiência prática desempenha um papel fundamental no enfrentamento desses desafios. Para solucionar o ruído agudo do sistema de transmissão, a excitação estrutural é a causa raiz, enquanto o controle do caminho é igualmente crítico. Estratégias de melhoria de NVH que visam tanto a fonte quanto o caminho frequentemente entram em conflito com os requisitos de redução de peso, ao mesmo tempo que elevam os custos. Além da complexidade inerente e das demandas em constante evolução dos desafios de NVH, alcançar um equilíbrio multidimensional entre medidas de mitigação de NVH, redução de peso e controle de custos representa um desafio significativo de tomada de decisão para OEMs e fornecedores em todos os níveis. O Estado Atual e os Desafios das Engrenagens 1. A exigência de alta velocidade de rotação das engrenagens ▶ situação atual Engrenagens de alta velocidade têm sido amplamente adotadas em veículos de novas energias, principalmente por sua capacidade de transmitir potência de forma estável em altas velocidades. Sua aplicação envolve múltiplos aspectos, incluindo seleção de materiais, projeto, fabricação e lubrificação. A velocidade de rotação das engrenagens em veículos de novas energias evoluiu de 12.000 rpm para mais de 20.000 rpm e agora está caminhando para 30.000 rpm e além. O desenvolvimento de engrenagens de alta velocidade elevou os requisitos para o projeto, a seleção de materiais e a fabricação de engrenagens, especialmente em termos de controle da vida útil, lubrificação, dissipação de calor e NVH (Ruído, Vibração e Aspereza). ▶ desafio lançado Confiabilidade: A operação em alta velocidade acelera a fadiga por contato na superfície dos dentes, a fadiga por atrito e a concentração de tensão, levando à falha prematura da engrenagem. Atualmente, materiais como o 20MnCr5 são selecionados para engrenagens, oferecendo maior resistência, melhor tenacidade e tratamento térmico e processabilidade superiores. Lubrificação e Dissipação de Calor: Em altas velocidades de rotação, as engrenagens experimentam velocidades lineares mais elevadas, resultando em maior geração de calor durante o engrenamento e dificultando a formação da película de óleo, aumentando assim o risco de falha da engrenagem. Isso também impõe maiores desafios no projeto de engrenagens, exigindo especificações mais rigorosas para propriedades antiaglomerantes, taxas de deslizamento e velocidades lineares. Um perfil de dente bem projetado é particularmente crítico, enquanto a seleção de lubrificantes e a lubrificação proativa das engrenagens são igualmente vitais. Balanceamento Dinâmico: À medida que a velocidade de rotação aumenta, o impacto dos fatores de balanceamento dinâmico no NVH (ruído, vibração e aspereza) dos acionamentos elétricos se intensifica gradualmente, e os requisitos de balanceamento dinâmico para componentes eixo-dente tornam-se mais rigorosos. Atualmente, todos os componentes eixo-dente incluem requisitos de inspeção de balanceamento dinâmico. NVH em Engrenagens: As faixas expandidas de torque, velocidade e frequência de rotação em altas velocidades de engrenagem aumentam significativamente a complexidade do controle de NVH. Isso levanta desafios no gerenciamento da excitação das engrenagens e dos caminhos de transmissão do veículo, exigindo o projeto coordenado tanto dos sistemas de isolamento acústico do acionamento elétrico quanto dos sistemas de isolamento acústico do veículo, juntamente com o isolamento de vibração e ruído para os caminhos estruturais. Em velocidades mais altas, as faixas de torque e velocidade se ampliam consideravelmente, enquanto a faixa de frequência de rotação correspondente quase dobra, complicando substancialmente o controle de NVH (ruído, vibração e aspereza). Como resultado, os sistemas de isolamento acústico se tornaram um recurso padrão em sistemas de acionamento elétrico. Fabricação de engrenagens: Os requisitos de precisão para engrenagens estão se tornando cada vez mais rigorosos. Atualmente, a indústria está em transição dos padrões nacionais de grau 5-6 para grau 5 e superiores, tornando o processo de fabricação mais desafiador. A exigência de altas relações de transmissão ▶ situação atual Com o desenvolvimento do desempenho dos motores, a velocidade máxima do motor está sendo gradualmente aumentada, o limite da velocidade máxima está sendo gradualmente ampliado e o limite da relação de transmissão está sendo gradualmente liberado. Considerando a aceleração do veículo e a economia do acionamento elétrico, o aumento da relação de transmissão pode melhorar rapidamente o torque na roda do veículo e reduzir o volume do motor para atingir o índice econômico. À medida que a velocidade máxima do motor se aproxima de 20.000 rpm, a relação de transmissão também apresenta uma tendência de aumento gradual. Por exemplo, a Huichuan possui projetos de produção em massa com uma relação de transmissão superior a 12, e a Huawei possui projetos de produção em massa com uma relação de transmissão superior a 13. Projetos com relações de transmissão acima de 13 estão gradualmente se tornando a norma. ▶ O desafio: A aplicação de engrenagens de alta velocidade aumentou a dificuldade tanto no desempenho quanto na fabricação das engrenagens. Desempenho NVH: Engrenagens de alta velocidade normalmente geram mais ruído e vibração, e seu projeto, seleção de materiais e fabricação representam maiores desafios técnicos. Em termos de confiabilidade, as engrenagens de alta velocidade precisam suportar maior torque e velocidade, e a velocidade linear de engrenamento também é maior, o que impõe requisitos mais rigorosos ao índice de confiabilidade de flexão e contato. Material: Com o aumento da velocidade e do torque, o desempenho do material da engrenagem também precisa ser maior, o que exige consideração da resistência e da resistência ao desgaste. Na fabricação, as engrenagens de alta velocidade são mais sensíveis à excitação do engrenamento, o que exige maior precisão e consistência. Altos requisitos de NVH para engrenagens ▶ situação atual. Ao contrário dos motores de combustão interna, os veículos de novas energias são mais sensíveis ao desempenho de NVH das engrenagens, exigindo padrões mais elevados para sistemas de engrenagens, principalmente em termos de suavidade de transmissão e redução de ruído. As engrenagens são uma fonte de energia fundamental em sistemas de acionamento elétrico. Devido aos seus longos processos de fabricação e alta complexidade de controle, os problemas de NVH (Ruído, Vibração e Aspereza) em engrenagens representam um desafio significativo para a indústria. Estatísticas do setor indicam que 70-80% dos problemas de NVH no mercado de reposição decorrem de rolamentos e engrenagens, sendo que os problemas relacionados a engrenagens representam 50-60%. O NVH das engrenagens contribui significativamente para o desempenho geral de NVH do veículo. Com a crescente prevalência de engrenagens de alta velocidade e alta relação, a resolução dos desafios de NVH em engrenagens tornou-se a principal prioridade da indústria. ▶ Lançando o desafio: O NVH (Ruído, Vibração e Aspereza) em engrenagens envolve múltiplos aspectos, como engrenagens, acionamento elétrico, chassi e o veículo como um todo. É um índice de controle sistemático com ampla variação e grande dificuldade de controle. No início do projeto, os riscos devem ser identificados e controlados antecipadamente, desde as dimensões do projeto e fabricação da engrenagem até o percurso da transmissão. No projeto de engrenagens, o NVH do eixo envolve muitas áreas, como projeto da engrenagem, usinagem, montagem, rigidez do suporte da carcaça, rigidez do rolamento, modo de engrenagem do eixo, modo da carcaça, modo de acionamento elétrico, modo do motor, percurso da transmissão, radiação acústica, etc. Figura 2: Pontos de controle do ruído do dente do eixo Fonte: Compilado a partir de dados públicos. Na fabricação de engrenagens, os requisitos de precisão estão aumentando. Embora a indústria atualmente siga os padrões nacionais de grau 5-6, as crescentes demandas de NVH agora exigem métricas de precisão específicas para engrenagens que excedam o grau 4, representando desafios significativos tanto para a garantia de precisão quanto de consistência. Dado o longo ciclo de processamento e as múltiplas etapas críticas, controles rigorosos são essenciais em todas as fases — desde a seleção de materiais e produção de blanks até o tratamento térmico, acabamento e retificação de engrenagens. Cada processo requer otimização precisa de parâmetros, o que complica ainda mais a fabricação. O monitoramento abrangente é imprescindível para parâmetros críticos de NVH (ruído, vibração e aspereza), incluindo orientação do perfil do dente, excentricidade cumulativa, rugosidade superficial, análise de Fourier, ondulação da superfície do dente, perfil tridimensional, balanceamento dinâmico e padrões de retificação. Status de Desenvolvimento e Desafios dos Rolamentos: Requisitos de alta velocidade para rolamentos ▶ situação atual Em 2024, os requisitos da indústria para rolamentos geralmente especificam velocidades de rotação entre 16.000 e 23.000 rpm, com alguns OEMs (Fabricantes de Equipamentos Originais) desenvolvendo motores de ultra-alta velocidade durante os estágios de pré-pesquisa, que exigem 30.000 rpm. Do ponto de vista do uso de rolamentos entre os OEMs, as marcas importadas dominam as aplicações de rolamentos de alta velocidade, enquanto as marcas nacionais estão alcançando rapidamente as marcas nacionais tanto em desenvolvimento tecnológico quanto em verificação de instalação. ▶ Lançando o desafio: Rolamentos de altíssima velocidade com baixo atrito e aumento de temperatura, utilizando esferas de aço com tratamento térmico especial ou esferas de cerâmica de baixo custo. Design de gaiola leve de alta velocidade para suprimir o "efeito guarda-chuva" nos furos de encaixe, juntamente com a pesquisa e desenvolvimento e simulação de design de materiais de gaiola especializados. Rolamentos de alta velocidade exigem maior precisão interna, como circularidade, ondulação, rugosidade, perfil, excentricidade, etc. Cronograma 2015-2017 2018-2019 2020-2024 2025 2030 rolamento dmN 800.000 1 milhão 1,5 milhão 180.000 2 milhões Exemplo de velocidade de rotação do rolamento (unidade rpm) 6208→13000 6208→16000 6208→25000 6208→30000 6208→33000 Tabela 3 Cronograma para a Produção em Massa de Rolamentos de Alta Velocidade Acionados Eletricamente (dmN: um parâmetro de velocidade de rotação medido em mm·r/min) A necessidade de alta eficiência em rolamentos ▶ situação atual Os sistemas de acionamento elétrico atuais utilizam predominantemente rolamentos de baixo atrito. Por exemplo, a plataforma de acionamento elétrico XPeng XPower 800V emprega designs de rolamentos de baixo atrito líderes do setor em toda a sua extensão. Para equilibrar a redundância do projeto da caixa de engrenagens e as considerações de custo, a maioria dos rolamentos de suporte dos eixos intermediário e de saída adota combinações de rolamentos de rolos cônicos. Para uma eficiência operacional ideal, rolamentos de esferas de ranhura profunda (DGBB) de baixo atrito, combinados com rolamentos de rolos cilíndricos (CRB) ou rolamentos de esferas de carreira dupla (TBB), seriam mais adequados. ▶ Os rolamentos de rolos cônicos oferecem menor perda por atrito por meio de um design otimizado de convexidade do flange, fabricação de ultraprecisão e gaiola de nylon. O rolamento apresenta miniaturização e design personalizado, utilizando aço de alta pureza com tratamento térmico especializado e tecnologias de reforço de revestimento. Selecione a combinação ideal de eficiência de rolamentos com base nas condições operacionais reais, como DGBB+CRB, TRB ou TBB. Demanda de desenvolvimento de mancais isolantes ▶ Situação atual Com a ampla adoção de plataformas de alta tensão de 800 V para acionamentos elétricos, os módulos de potência em inversores passaram de IGBT para SiC, resultando em velocidades de comutação mais rápidas. A alta taxa de variação de tensão (dv/dt) aumentou drasticamente o risco de corrosão elétrica em mancais, exigindo proteção de isolamento aprimorada. Embora os mancais de esferas de cerâmica híbridos ofereçam atualmente o isolamento mais ideal, seus custos de fabricação exorbitantes continuam sendo um grande obstáculo para o setor. Enquanto isso, mancais de bucha isolantes de baixo custo estão sendo desenvolvidos ativamente, com fabricantes líderes como SKF, Ensk, Fuji Electric e Renben. ▶ Desafio: Desenvolvimento de mancais de esferas de cerâmica de baixo custo e localização da cadeia de suprimentos de pó cerâmico. O mancal de bucha isolante é desenvolvido com a impedância de isolamento alvo de 800 Ω a 1~5 MHz. Cronograma 2018-2020 2021-2023 2024 2025 e além Plataforma de tensão 800.000 1 milhão 1,5 milhão 180.000 Rolamentos do motor Rolamento de esferas Rolamento de esferas híbrido de cerâmica A camada de isolamento tem uma impedância de 400Ω (1-5MHz). A camada de isolamento tem uma impedância de 800Ω (1-5MHz). Tabela 4 Tendência de Seleção de Plataforma de Tensão e Rolamento Tendências e Planejamento da Montagem do Sistema de Transmissão O sistema de acionamento elétrico está se desenvolvendo em direção a múltiplos objetivos: tamanho compacto, baixo peso, alta eficiência e baixo ruído, o que proporciona mais espaço, maior autonomia e um ambiente de condução mais confortável para o veículo. ▶ Direção de Desenvolvimento: A tecnologia de engrenagens planetárias coaxiais está alinhada com os objetivos de desenvolvimento dos sistemas de acionamento elétrico e está emergindo como a principal tendência para futuros sistemas de acionamento elétrico, particularmente em produtos de acionamento elétrico de alto torque. Para oferecer experiências de alto desempenho aos usuários, as engrenagens planetárias dominarão gradualmente o mercado. Tanto os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) nacionais quanto os fabricantes de primeiro nível (Tier 1) estão investindo ativamente no desenvolvimento dessa tecnologia. Componentes e processos essenciais de engrenagens planetárias, como anéis de engrenagem, mecanismos de engrenagem planetária, estampagem de porta-satélites e soldagem, apresentam um significativo potencial de crescimento. Para atender às demandas dos usuários por manuseio otimizado e potência versátil em diversos cenários, sistemas de acionamento elétrico distribuído (incluindo acionamento distribuído integrado central, acionamento lateral da roda e motores de cubo), juntamente com sistemas de transmissão de múltiplas velocidades, estão sendo implementados em aplicações especializadas, aprimorando significativamente a experiência do usuário em diversas condições e ambientes de operação. Enquanto isso, a maioria dos sistemas de acionamento elétrico de baixo torque continua a utilizar configurações de transmissão de eixos paralelos, garantindo relações custo-benefício ideais para os usuários finais. ▶ Cadeia de Suprimentos e Modelo de Cooperação: Com a ênfase do país na indústria de veículos de nova energia, em comparação com a indústria de transmissão tradicional, o limiar técnico inicial e o limiar de investimento para industrialização de sistemas de acionamento elétrico são menores, promovendo ainda mais o desenvolvimento contínuo da indústria de sistemas de acionamento elétrico de nova energia na China. Inicialmente, a cadeia de suprimentos era predominante, mas evoluiu gradualmente para uma abordagem de dupla via, combinando a cadeia de suprimentos com sistemas desenvolvidos e fabricados internamente pelos fabricantes de equipamentos originais (OEMs). Com a intensificação da concorrência no mercado e a melhoria contínua do nível de integração dos sistemas de acionamento elétrico, a futura cadeia de suprimentos estará mais integrada aos OEMs, com uma clara divisão de trabalho, para garantir a estabilidade do mercado a longo prazo. Tendências e objetivos para sistemas de transmissão de alta eficiência: Com a melhoria contínua das metas de eficiência, tecnologias como dentes de eixo de ultra-alta precisão, rolamentos de baixa resistência ao rolamento, arranjos de eixo com baixa perda por agitação de óleo, sistemas de cárter de óleo seco com lubrificante ativo e lubrificantes de viscosidade ultrabaixa serão progressivamente adotadas. Aliado ao uso generalizado de redutores planetários coaxiais, espera-se que a meta de eficiência CLTC para sistemas de transmissão ultrapasse 98% até 2024. Os ganhos de eficiência futuros transcenderão atualizações isoladas de componentes ou subconjuntos, concentrando-se, em vez disso, na otimização em nível de sistema e em aplicações integradas com múltiplas estratégias. As métricas de eficiência se tornarão mais detalhadas, com as montadoras priorizando agora métricas de desempenho em situações reais, como a autonomia em regime permanente a 100 km/h e 120 km/h — além do padrão convencional do ciclo de testes CLTC (China Light-Duty Test Cycle) — para melhor atender às necessidades de condução diária dos usuários. Figura 3: Níveis de eficiência dos redutores da indústria de acionamento elétrico nos últimos três anos. Tendência e objetivos do design leve: De 2027 a 2030, espera-se que os conjuntos de engrenagens planetárias sejam amplamente adotados em sistemas de acionamento elétrico de alta potência e alto torque, reduzindo o peso em 30 a 40 g em comparação com os padrões atuais. Com os avanços em novos materiais (por exemplo, carcaças de liga de magnésio-alumínio) e processos de fabricação (como a soldagem de parafusos diferenciais em vez de parafusos comuns e a estampagem de carcaças diferenciais fundidas sob pressão), prevê-se que o peso do sistema de transmissão diminua em mais 5%. Tempo 2027-2030 Torque de saída <3000Nm 3000-4000Nm 4000-5000Nm Peso (peso seco) <15kg 15-18kg 18-25kg Tabela 5 Relação entre o peso do sistema de transmissão e o torque de saída Tendência e objetivo de um sistema de transmissão de baixo ruído Para atender aos requisitos de conforto cada vez mais rigorosos dos usuários, o sistema de transmissão aprimorou progressivamente suas capacidades de otimização de excitação e simulação de trajetória, com metas de NVH variando entre diferentes classes de veículos. Juntamente com os avanços nas técnicas de simulação, a pesquisa de NVH tem se concentrado em condições de direção críticas para o usuário. O foco inicial do desenvolvimento passou do desempenho de NVH (ruído, vibração e aspereza) de torque de 1001111111111 para cenários do mundo real, como aceleração leve e condução em regime permanente. Problemas de NVH são desafios inerentemente sistêmicos. À medida que as demandas dos usuários aumentam, as soluções para problemas de NVH em acionamentos elétricos estão evoluindo de correções isoladas para abordagens abrangentes em nível de sistema, equilibrando custo-benefício. Isso inclui estratégias como mascaramento de ruído para o ruído de fundo do estágio de engrenagem, embalagem acústica localizada e otimização de materiais acústicos com frequência específica. Com os avanços contínuos na fabricação de componentes de redutores de transmissão, os níveis de ruído nos sistemas de acionamento estão diminuindo progressivamente. O padrão de ruído do sistema de transmissão é de 1,5 m de ruído médio, e a previsão da tendência alvo é mostrada na tabela abaixo. Ruído do banco de ensaio com meia carga e torque máximo (tempo: 2024-2027; 2027-2030) Modelo de entrada: 70 dB(A); Modelos de gama média a alta: 65 dB(A); Tabela 6: Tendências médias de ruído. Tendências e metas de dimensões espaciais: Para atender à demanda por maior espaço interno e layout de plataforma do trem de força, este precisa ser compacto e ter formato regular. A transmissão está evoluindo gradualmente de eixos paralelos para arranjos planetários coaxiais. O arranjo planetário oferece dimensões espaciais superiores, principalmente na direção do eixo X, em comparação com as configurações de eixos paralelos. Com capacidade de saída equivalente, a configuração do eixo X pode reduzir a necessidade de espaço em aproximadamente 40%. Tendências e metas de engrenagens de eixo: Para atender ao desenvolvimento de veículos de novas energias, os requisitos de desempenho para engrenagens estão se tornando cada vez mais rigorosos. ▶ Redução de peso: Com o desenvolvimento de veículos de novas energias voltados para a redução de peso, as engrenagens e os sistemas de transmissão também são otimizados para menor volume e massa; inovações estruturais, engrenagens com pequena distância entre centros e configurações de redutores planetários tornaram-se tendência no setor. ▶ Transmissão de alta eficiência: Para melhorar a autonomia e a eficiência energética geral dos veículos de novas energias, as engrenagens e os sistemas de transmissão de alta eficiência são continuamente otimizados em termos de eficiência de conversão, relação de transmissão e densidade de torque. Engrenagens de alta velocidade e alta relação estão se tornando a tendência. ▶ Requisitos de alto desempenho NVH: O controle de ruído é fundamental para o conforto de condução dos veículos de novas energias. Engrenagens com alto desempenho NVH tornaram-se um indicador-chave no desenvolvimento de engrenagens para esses veículos. O projeto dimensional é controlado antecipadamente, envolvendo controle multidimensional, como estrutura da engrenagem, usinagem, montagem, rigidez do suporte da carcaça, rigidez do rolamento, modo eixo-dente, modo da carcaça, modo de acionamento elétrico, modo do motor, prevenção de desordem, caminho de transmissão e radiação acústica. ▶ Materiais e Fabricação: Materiais de alto desempenho, incluindo aços de alta resistência, ligas avançadas, não metálicos e compósitos, estão sendo progressivamente adotados. Os requisitos de precisão para engrenagens estão cada vez mais rigorosos, com normas nacionais exigindo precisão de Grau 5 ou superior, e alguns parâmetros atingindo Grau 4 ou superior. Um sistema de controle abrangente integra fatores humanos, de máquina, de material, de método e ambientais na fabricação de engrenagens. A coordenação rigorosa em todos os processos de usinagem garante a precisão em toda a sequência. A implementação de novas tecnologias, como brunimento, retificação de ultra-acabamento e fabricação de engrenagens de precisão, aprimora a exatidão, mantendo a consistência. ▶ Devido à tolerância dos dentes, erros de usinagem, erros de montagem, etc., a engrenagem apresenta outras ordens além da ordem característica, portanto, o controle da precisão da engrenagem é muito importante.  

Nos sistemas industriais modernos, as engrenagens de transmissão funcionam como componentes mecânicos críticos, semelhantes às articulações humanas que conectam e acionam diversos equipamentos. De máquinas-ferramenta de precisão a enormes motores aeronáuticos, de veículos do dia a dia a máquinas industriais complexas, essas engrenagens são onipresentes, fornecendo uma base sólida para a transmissão eficiente de potência e o controle preciso. Tamanho do mercado global: De acordo com dados da GII, o mercado global de fabricação de engrenagens atingiu US$ 1,1 bilhão em 2023 e a projeção é de que cresça para US$ 1,1 bilhão até 2030, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 5,7%. Dados de instituições de pesquisa de mercado conceituadas revelam que o mercado global de engrenagens ultrapassou a marca de 1,3112 trilhão de yuans em 2023, com projeção de manter uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 3,81111111111% e atingir 1,7077 trilhão de yuans em 2029. Esse crescimento sustentado reflete a forte demanda por engrenagens de transmissão na indústria global. Com a ascensão de indústrias emergentes e a modernização de setores tradicionais, o mercado de engrenagens de transmissão demonstra um vasto potencial de desenvolvimento. Crescimento estável do mercado chinês. A indústria de engrenagens da China tem mantido um ritmo de crescimento constante nos últimos anos. De 2016 a 2022, a taxa de crescimento anual composta foi de 5,9%%, com o tamanho do mercado atingindo 330 bilhões de yuans em 2022 e aumentando ainda mais para 346 bilhões de yuans em 2023. Como uma potência global na indústria manufatureira, a China possui um sistema industrial completo. O desenvolvimento acelerado de indústrias como a automobilística, a de fabricação de máquinas e a aeroespacial tem impulsionado continuamente o mercado de engrenagens de transmissão. Além disso, com a otimização e modernização das estruturas industriais nacionais e o desenvolvimento acelerado da manufatura de alta tecnologia, espera-se que o mercado de engrenagens de transmissão apresente um crescimento ainda mais rápido. Principais áreas de aplicação de engrenagens de transmissão: Suporte fundamental no setor de máquinas industriais: Na indústria de máquinas-ferramenta, a transmissão por engrenagens é amplamente utilizada em sistemas de acionamento de fusos e mecanismos de alimentação de diversos equipamentos, como tornos, fresadoras e plainas. Sua alta precisão no controle de velocidade e torque garante a exatidão da usinagem, formando a base para a manufatura de precisão. Em máquinas de elevação, os mecanismos de içamento e translação exigem torque excepcional. A transmissão de potência confiável por engrenagens garante a operação estável de guindastes sob cargas pesadas. Em máquinas de impressão, a transmissão por engrenagens aciona os tambores de acionamento e os sistemas de transporte de papel, enquanto em máquinas têxteis, permite o movimento sincronizado e a regulação da velocidade de componentes como máquinas de fiação e tecelagem. Todas essas aplicações dependem de uma transmissão por engrenagens eficiente para manter a alta produtividade em diversos setores. A Força na Indústria Automotiva: Dentro de um motor de automóvel, componentes críticos como o comando de válvulas e o virabrequim dependem da transmissão por engrenagens para a entrega de potência, com seu desempenho estável e confiável garantindo uma operação suave. O sistema de transmissão alcança relações de marcha flexíveis por meio de combinações de engrenagens projetadas com precisão, atendendo a diversas demandas de velocidade e torque durante a aceleração, velocidade de cruzeiro e outras condições de direção. O mecanismo de engrenagens do diferencial atua como um "equilíbrio mestre" durante as curvas, permitindo que as rodas esquerda e direita girem em velocidades diferentes para garantir estabilidade e dirigibilidade. Além disso, com o avanço da eletrificação automotiva e das tecnologias inteligentes, as engrenagens de precisão são indispensáveis para componentes de ponta, como direção elétrica (EPS), direção controlada por cabos e chassis controlado por cabos. Requisitos avançados e de alta precisão na indústria aeroespacial: Os sistemas de transmissão complexos e críticos em motores de aeronaves utilizam amplamente mecanismos de engrenagens. Essas engrenagens devem demonstrar capacidades excepcionais para suportar altas velocidades de rotação e torque substancial, mantendo a entrega de potência precisa e confiável. Isso garante a operação estável do motor durante voos em grandes altitudes. Da mesma forma, os sistemas de transmissão de helicópteros para rotores principais e de cauda empregam mecanismos acionados por engrenagens. Seu desempenho eficiente na transferência de potência oferece salvaguardas cruciais tanto para operações de voo seguras quanto para manobrabilidade ágil. Aplicação em diversos robôs: No controle de movimento robótico, o design de engrenagens de precisão integrado a algoritmos de controle avançados permite que as engrenagens de transmissão forneçam controle sensível e preciso sobre todas as juntas robóticas, garantindo estabilidade e precisão excepcionais durante operações complexas. Por exemplo, em braços robóticos, o ajuste da relação de transmissão permite o controle preciso da velocidade de rotação e do torque, atendendo a diversos requisitos para agarrar, transportar e outras tarefas. Além disso, à medida que os robôs lidam com cargas variáveis durante diferentes tarefas, as engrenagens de transmissão ajustam dinamicamente seu torque de saída para se adaptarem a demandas específicas — como aumentar o torque durante o levantamento de cargas pesadas para melhorar a capacidade de carga. Diferentes tipos de engrenagens de transmissão têm características e cenários de aplicação distintos. Engrenagens cônicas são usadas para transmitir potência entre eixos paralelos, enquanto engrenagens helicoidais reduzem o ruído e a vibração para melhorar a suavidade da transmissão. Engrenagens cônicas alteram a direção da transmissão de potência dentro dos robôs. Mecanismos de engrenagem sem-fim alcançam altas relações de redução em espaços confinados com funcionalidade de travamento automático, tornando-os ideais para juntas robóticas e garras manuais. Ampla aplicação em outros campos: No campo de equipamentos médicos de precisão, o posicionamento preciso e o baixo ruído das engrenagens de transmissão facilitam a automação de cada etapa nos processos de diagnóstico e tratamento médico. No setor de máquinas agrícolas, o sistema de transmissão de tratores, colheitadeiras e outros equipamentos utiliza transmissão por engrenagens para obter uma distribuição de potência adequada e um ajuste preciso da velocidade, o que melhora a eficiência e a qualidade da produção agrícola. Os equipamentos de mineração, como britadores e transportadores, necessitam de forte transmissão de potência. A transmissão por engrenagens atende à demanda operacional da mineração em condições de trabalho severas, graças à sua alta capacidade de carga. Na geração de energia eólica, a caixa de engrenagens das turbinas eólicas converte a rotação de baixa velocidade do rotor em rotação de alta velocidade por meio da transmissão por engrenagens, possibilitando a produção eficiente de energia limpa. Dificuldades de pesquisa e fabricação de engrenagens de transmissão: O desenvolvimento e a fabricação de engrenagens de transmissão representam um desafio na engenharia de sistemas, que enfrenta muitas dificuldades técnicas nos aspectos de material, projeto, processamento e testes. Na seleção de materiais e no controle de qualidade, é essencial identificar materiais com alta resistência, excelente resistência ao desgaste, boa tenacidade e resistência à fadiga, garantindo ao mesmo tempo alta estabilidade na qualidade do material para eliminar problemas como desvios de composição e defeitos internos. Para enfrentar esse desafio, as empresas realizam pesquisas aprofundadas sobre as propriedades dos materiais, alinhando-as estreitamente às condições reais de operação das engrenagens, e selecionam os materiais mais adequados por meio de testes rigorosos. Além disso, estabelecem parcerias estáveis de longo prazo com fornecedores de materiais de alta qualidade e reforçam os procedimentos de inspeção e aceitação de matérias-primas. Ademais, os materiais passam por processos de pré-tratamento, como têmpera e normalização, para otimizar sua microestrutura e desempenho. O projeto e a otimização de alta precisão apresentam desafios igualmente formidáveis, exigindo o cálculo meticuloso de parâmetros críticos das engrenagens, incluindo módulo, número de dentes, ângulo de pressão e largura do dente, para atender aos requisitos rigorosos de eficiência de transmissão, capacidade de carga e estabilidade operacional. Além disso, os engenheiros devem levar em consideração fatores complexos do mundo real, como deformação térmica e desgaste, durante a otimização abrangente. As empresas utilizam softwares avançados de projeto auxiliado por computador (CAD) e engenharia auxiliada por computador (CAE) para construir modelos precisos de engrenagens, realizando análises de simulação multifásicas e otimizações iterativas. Por meio de metodologias de planejamento de experimentos (DOE) combinadas com testes de campo, os parâmetros de projeto passam por validação e ajustes repetidos. Na usinagem de precisão e no controle de qualidade superficial, é essencial minimizar erros no perfil do dente, erros na direção do dente e erros cumulativos de passo, garantindo rugosidade e dureza uniformes da superfície e prevenindo defeitos como marcas de ferramenta ou marcas de queimadura. As empresas utilizam equipamentos avançados, como máquinas de fresagem de engrenagens de alta precisão, máquinas de fresagem de engrenagens e retificadoras de engrenagens, com verificações de precisão e manutenção regulares. Ao otimizar os processos de usinagem, selecionar ferramentas de corte e parâmetros adequados e empregar usinagem em múltiplos estágios com correções de medição repetidas, a precisão do processamento é aprimorada. Além disso, a tecnologia de inspeção online é empregada para fortalecer o controle de qualidade durante a usinagem, permitindo a detecção e correção oportuna de erros. O processo de tratamento térmico requer controle preciso de parâmetros como temperatura, duração e taxa de resfriamento para alcançar microestrutura e propriedades ideais, incluindo dureza da superfície do dente e tenacidade do núcleo. É essencial evitar deformações durante o tratamento térmico para garantir que a precisão da engrenagem permaneça inalterada. As empresas utilizam equipamentos avançados, como fornos de têmpera a vácuo e fornos de cementação, para aprimorar a precisão do controle de temperatura e atmosfera. Especificações de tratamento térmico cientificamente projetadas são formuladas, com otimizações personalizadas baseadas em fatores como material, tamanho e formato. Processos de pré-tratamento, como recozimento para alívio de tensões, são realizados antes do tratamento térmico, seguidos pelo necessário endireitamento e ajustes de precisão. Sistema de Teste e Avaliação de Desempenho de Engrenagens de Transmissão: Para garantir a qualidade e o desempenho das engrenagens de transmissão, é necessário um sistema completo de teste e avaliação de desempenho do produto. A precisão do perfil e da direção dos dentes é medida pelo erro de perfil, erro de direção, erro cumulativo da circunferência, entre outros. O centro de medição de engrenagens e outros equipamentos de medição de precisão são usados para medir o perfil e a direção dos dentes da engrenagem em todas as direções, obtendo-se os dados de erro e, em seguida, avaliando-se o grau de precisão da engrenagem. A dureza da superfície do dente deve atender aos requisitos de projeto para garantir resistência ao desgaste e força de contato, enquanto a dureza do núcleo deve possuir tenacidade suficiente para suportar cargas de impacto. Testadores de dureza são usados para medir tanto a superfície quanto o núcleo, com medições multiponto calculadas em média e verificação da uniformidade da distribuição de dureza. A resistência à fadiga por contato e à fadiga por flexão são determinadas por meio de cálculos e experimentos para estabelecer os limites de fadiga por contato e de flexão da engrenagem, avaliando sua resistência à fadiga sob cargas alternadas de longo prazo. Testes de fadiga em engrenagens, que simulam as condições reais de operação em termos de carga e velocidade de rotação, são realizados para submeter a engrenagem a ensaios de carga. O número de ciclos de falha por fadiga e os modos de falha são registrados e comparados com as normas de projeto para análise. A eficiência de transmissão é um dos índices importantes para medir o desempenho da transmissão por engrenagens. Ela é calculada medindo-se a potência de entrada e a potência de saída do sistema de transmissão por engrenagens sob diferentes cargas e velocidades. O nível de ruído está diretamente relacionado ao ambiente de trabalho e ao conforto do sistema de transmissão por engrenagens, sendo também um fator chave na avaliação do desempenho das engrenagens. Em ambientes específicos, como câmaras semianecoicas, equipamentos como medidores de nível sonoro são utilizados para medir os níveis de ruído durante a transmissão por engrenagens, e os componentes de frequência e as fontes de ruído são analisados. Análise da Estrutura Empresarial no Setor de Engrenagens de Transmissão Empresas renomadas internacionalmente Gleason (EUA): Líder global em soluções de tecnologia de engrenagens, a empresa atua em todas as etapas, desde o projeto e fabricação até as vendas, além da pesquisa e desenvolvimento e produção de equipamentos relacionados, como máquinas de brunimento. Também fornece softwares de projeto para engrenagens e sistemas de transmissão de potência, sistemas de medição e soluções de automação. As engrenagens de transmissão da Gleason possuem precisão excepcional, atendendo perfeitamente às exigências de setores de ponta, como o aeroespacial e o automotivo. Em aplicações aeroespaciais, essas engrenagens suportam alta rotação e cargas pesadas, com faixas de potência adequadas para cenários de transmissão de alta potência, como grandes motores de aeronaves comerciais. No setor automotivo, elas atendem às necessidades de transmissão de potência de veículos de alto desempenho. KLINGELNBERG (Suíça), líder global na indústria de engrenagens, é especializada no desenvolvimento e fabricação de máquinas para processamento de engrenagens, centros de medição de precisão para diversas peças axissimétricas e componentes de transmissão personalizados de alta precisão. Seus produtos de engrenagens de transmissão são reconhecidos por sua alta precisão e desempenho, particularmente as engrenagens helicoidais cônicas e as engrenagens cilíndricas, amplamente utilizadas nos setores automotivo, naval e de máquinas industriais. A empresa oferece uma ampla gama de potência, desde transmissões automotivas de média potência até sistemas de propulsão marítima de alta potência, com produtos premium correspondentes disponíveis. Kohara (KHK, Japão): Uma renomada fabricante japonesa de engrenagens especializada em soluções de engrenagens padrão e personalizadas, incluindo engrenagens cilíndricas, engrenagens cônicas, engrenagens sem-fim e muito mais. Reconhecidos por sua precisão e qualidade consistente, esses produtos são amplamente utilizados em máquinas industriais, sistemas de automação e equipamentos para processamento de alimentos. A potência varia de acordo com o tipo de produto, mas geralmente atende aos requisitos de potência da maioria dos dispositivos industriais e linhas de produção automatizadas. Aisin (Japão): Como uma empresa Fortune Global 500, a Aisin se destaca em engrenagens de transmissão automotiva, detendo uma participação de mercado global líder. Suas engrenagens de transmissão automática são reconhecidas por sua alta precisão e confiabilidade, atendendo precisamente às necessidades de transmissão de potência de vários tipos de veículos. A gama de potência abrange desde carros econômicos até veículos de luxo. SEW-EURODRIVE (Alemanha): Líder mundialmente reconhecida em tecnologia de redutores de engrenagens, com instalações de produção em 52 países. Seus produtos de engrenagens de transmissão, componentes essenciais de redutores, são amplamente utilizados em diversas aplicações industriais. Esses produtos apresentam alta eficiência, durabilidade e baixo ruído, adaptando-se a diversos ambientes de trabalho complexos e requisitos operacionais. A linha de produtos abrange desde redutores compactos para automação industrial até soluções de engrenagens de grande porte para máquinas pesadas, garantindo compatibilidade com todas as aplicações de potência. Flender (Alemanha), fundada em 1899, é líder alemã em sistemas de transmissão mecânica, dominando particularmente os setores de energia eólica e indústria pesada. Adquirida pela Siemens Electric em 2005, a empresa oferece linhas de produtos padronizadas em diversas faixas de potência, com designs modulares, alta intercambialidade e excepcional eficiência de transmissão. Seus produtos de engrenagens de transmissão são projetados especificamente para aplicações em energia eólica e indústria pesada, oferecendo alta resistência e confiabilidade para suportar o imenso torque de grandes turbinas eólicas e as cargas pesadas de equipamentos industriais. A linha de produtos concentra-se principalmente em aplicações de alta potência nesses setores. HarmonicDrive (Japão): Líder global em tecnologia de controle de movimento, os redutores harmônicos modulares da HarmonicDrive apresentam design leve, folga zero nas engrenagens e capacidade de torque excepcional. Essas inovações impulsionam aplicações de ponta, incluindo robótica industrial e sistemas de fabricação de LCD semicondutor. Embora as engrenagens de acionamento não sejam os componentes que mais consomem energia, seu papel fundamental nos redutores harmônicos proporciona precisão incomparável em transmissões de alta precisão, atendendo perfeitamente às rigorosas demandas de torque e precisão de robôs industriais e outros equipamentos de precisão. Nabtesco (Japão): Detém, em conjunto com a HarmonicDrive, uma participação de mercado global de 751.111.111.111% em redutores de precisão, desempenhando um papel fundamental na robótica industrial. Seu redutor cicloidal de dois estágios patenteado apresenta folga quase zero, erro de transmissão mínimo e rigidez torsional excepcional. As engrenagens de transmissão, projetadas com um design cicloidal exclusivo, oferecem alta capacidade de torque. A faixa de potência é adaptada às demandas de robôs industriais — tipicamente potência média com requisitos rigorosos de precisão e confiabilidade. A Bonfiglioli (Itália), fundada em 1956, é a principal fabricante de redutores de engrenagens na Itália, especializada em motoredutores, redutores planetários, motores elétricos e conversores de frequência. Reconhecida pela confiabilidade em sistemas de transmissão e controle de potência, a empresa possui uma rede de vendas global. Seus produtos de transmissão de engrenagens são projetados para diversas aplicações industriais, oferecendo uma ampla faixa de potência — desde equipamentos industriais compactos até máquinas de construção pesada. A Rulisi Reducer (Rulisi, Itália), uma renomada marca europeia, fabricada localmente na Europa, oferece inúmeras vantagens, incluindo montagem multifacetada, múltiplos eixos de entrada, flanges IEC padrão, uma série intermediária completa e operação livre de manutenção. Projetados especificamente para as indústrias de mistura e moldagem por injeção, seus produtos são reconhecidos pela excepcional qualidade e confiabilidade em aplicações industriais pesadas. Os produtos de transmissão de engrenagens suportam altas cargas e condições de trabalho severas, com faixas de potência voltadas principalmente para equipamentos industriais pesados de grande porte, geralmente oferecendo potência média a alta. A IDC Industries, Inc., com sede nos EUA, é uma fabricante inovadora de engrenagens e prestadora de serviços de redutores, que integra perfeitamente soluções padronizadas de transmissão de potência com serviços personalizados de usinagem, corte de engrenagens e manutenção de caixas de engrenagens. Seus produtos de engrenagens de transmissão são adaptados às necessidades do cliente, atendendo a diversas aplicações industriais em um amplo espectro de potência para atender a requisitos específicos. Bauer Reducer: Fundada em 1927, esta empresa alemã tornou-se a fornecedora global preferida de motoredutores confiáveis e de alta qualidade, além de líder do setor em soluções inovadoras e energeticamente eficientes de redutores. Seus produtos de engrenagens de transmissão são amplamente utilizados em setores como indústria leve, máquinas de construção, siderurgia, usinas de energia, carvão, mineração, fabricação de papel, automotivo e portuário, com cobertura de potência que atende plenamente às necessidades de transmissão de equipamentos em geral nesses setores. ZF (Alemanha): Como líder global em componentes automotivos, a ZF possui expertise de ponta em tecnologia de transmissão por engrenagens. Ela fornece soluções de sistemas de transmissão para diversas marcas automotivas, com produtos que abrangem caixas de engrenagens e caixas de transferência, garantindo uma posição dominante no mercado de transmissão por engrenagens automotivas. IMS Gear (IMS Gear SE & Co. KGaA, Alemanha): Fundada em 1863 na região da Floresta Negra, na Alemanha, inicialmente atuava como subcontratada da indústria relojoeira local, produzindo componentes de precisão. Com o tempo, a empresa cresceu e expandiu seus negócios para o setor de fabricação de peças automotivas. Após mais de 150 anos de desenvolvimento, a IMS Gear evoluiu de uma pequena empresa focada na produção de engrenagens para uma renomada empresa em tecnologia de engrenagens e transmissão, oferecendo soluções excepcionais em componentes, conjuntos e engrenagens. Com nove fábricas em todo o mundo e aproximadamente 3.100 funcionários, possui bases de produção e vendas nos Estados Unidos, México, China, Japão e Coreia do Sul. A NORD (Alemanha), fundada em 1965, é mundialmente reconhecida por sua produção e vendas profissionais de redutores, motores, conversores de frequência e sistemas de servocontrole de alta qualidade, ocupando uma posição de liderança no setor internacional de transmissão e controle de potência. Sumitomo Transmission Technology (Japão): Desde sua fundação em 1939, a empresa tornou-se sinônimo de caixas de engrenagens de alto desempenho e confiáveis, graças aos seus projetos inovadores. Sua linha de produtos abrange desde pequenos motores de redução (nível de watts) até grandes caixas de engrenagens (dezenas de quilowatts), complementada por um portfólio diversificado que inclui conversores de frequência e vários tipos de motores. Principais empresas nacionais: Nanjing High Precision Transmission Equipment Manufacturing Group Co., Ltd. (Nanjing High Precision Transmission Equipment) NGC: Fundada em 1969 e listada em Hong Kong em 2007. Como líder reconhecida na indústria de engrenagens da China, alcançou níveis de excelência mundial em tecnologia, equipamentos e desempenho de produtos. A empresa possui um centro de tecnologia empresarial reconhecido pelo Estado e realiza diversos grandes projetos nacionais de ciência e tecnologia. Seus principais produtos incluem caixas de engrenagens específicas para materiais de construção, caixas de engrenagens específicas para metalurgia, caixas de engrenagens para geração de energia eólica e caixas de engrenagens para locomotivas ferroviárias, detendo uma vantagem absoluta nos mercados nacionais de caixas de engrenagens de alta velocidade e carga pesada e caixas de engrenagens para energia eólica. A Hangzhou Qianjin Gearbox Group Co., Ltd., fundada em 1960, é uma importante empresa de alta tecnologia no âmbito do Programa Nacional de Tecnologia da China. A empresa oferece uma ampla gama de produtos, incluindo caixas de engrenagens marítimas, transmissões para máquinas de construção, transmissões automotivas, caixas de engrenagens para energia eólica e mais de mil variedades em dez categorias principais. Seus produtos da marca “Qianjin” são populares em mais de 30 províncias, municípios e regiões autônomas da China e são exportados para mais de 40 países e regiões em todo o mundo, desfrutando de forte reputação e participação de mercado significativa no setor. A China Shipbuilding Industry Corporation Chongqing Gearbox Co., Ltd. é uma grande empresa estatal do setor militar especializada em pesquisa, desenvolvimento e produção de caixas de engrenagens de alta e baixa velocidade para serviço pesado, afiliada à China Shipbuilding Industry Corporation Limited. A empresa possui anos de profunda experiência em P&D e produção, tendo realizado inúmeros projetos nacionais de inovação científica e tecnológica, e acumulou força substancial e vantagens exclusivas em tecnologia de transmissão por engrenagens para os setores de construção naval e indústria militar. A Zhuzhou Gear Co., Ltd., fundada em 1958, teve sua participação majoritária adquirida em 2005 por meio da fusão da Weichai Power e da Xianghuoju. Desde 2010, a empresa investiu fortemente na criação da maior base de P&D e fabricação de engrenagens para eixos de tração de serviço pesado da China, que também se classifica como a principal instalação da Ásia. Seus sistemas de transmissão para veículos de nova energia (NEV) agora detêm mais de 251.111.111.111% do mercado, liderando o setor. A Zhuzhi Company superou múltiplos desafios de projeto, fabricação e testes para desenvolver com sucesso uma linha completa de redutores para guindastes sobre esteiras, variando de 800 N·m a 2 milhões de N·m, alcançando a substituição completa de importações. Em 2023, seus redutores para guindastes sobre esteiras ocuparam o primeiro lugar em participação de mercado global. Em 2022, o redutor de passo de guinada da Zhuchai Company — um componente essencial para energia eólica — foi adotado pelos principais fabricantes de energia eólica. Double Ring Transmission: Desde sua fundação em 1980, a empresa sempre se concentrou na pesquisa, desenvolvimento, fabricação e venda de componentes mecânicos essenciais para transmissões — engrenagens e seus conjuntos — e se tornou uma das principais fabricantes e fornecedoras de produtos de engrenagens da China. Os produtos se destacam pela alta precisão e qualidade estável, atendendo a diversos setores, como veículos de passeio, veículos comerciais, veículos de novas energias, transporte ferroviário, máquinas fora de estrada, robôs industriais, equipamentos para o consumidor e equipamentos de energia. Os produtos abrangem uma ampla gama de potências, atendendo a diversas necessidades de transmissão, de baixa a alta potência. Jingduan Technology: Como fabricante profissional de peças forjadas de precisão para a indústria automotiva na China, a empresa atua principalmente na pesquisa, desenvolvimento, produção e venda de peças forjadas de precisão, como engrenagens de semieixos diferenciais automotivos, engrenagens planetárias e dentes de acoplamento. As engrenagens diferenciais que produz, por meio de processos de forjamento de precisão, apresentam alta resistência e alta precisão. A faixa de potência dos produtos concentra-se principalmente nos intervalos de potência exigidos pelos sistemas de transmissão automotiva, geralmente variando de dezenas a centenas de quilowatts. A Guomao Co., Ltd. é uma fabricante líder nacional de redutores de engrenagens, especializada em modelos de uso geral e de alta potência. Seus produtos de engrenagens de transmissão, componentes críticos de redutores, são amplamente utilizados em diversos setores industriais. Os redutores oferecem uma ampla faixa de potência, abrangendo desde aplicações de baixa potência em equipamentos de pequeno porte até requisitos de alta potência em grandes máquinas industriais. A Zhongda Lide é especializada em P&D, produção, vendas e serviços de componentes críticos para sistemas de transmissão e controle mecânicos. Seus principais produtos incluem redutores de precisão, motores redutores de velocidade e unidades de atuadores inteligentes, formando uma arquitetura de produto integrada "redutor + motor + inversor". As engrenagens de transmissão da empresa apresentam alta precisão e são utilizadas principalmente em automação industrial e equipamentos de manufatura inteligente. A faixa de potência varia de acordo com os diferentes modelos de produtos e cenários de aplicação, geralmente abrangendo o espectro de potência comumente exigido para equipamentos industriais. A Zhongma Transmission é especializada em P&D, produção e vendas de transmissões automotivas e engrenagens para veículos. Seu portfólio de produtos inclui transmissões manuais, transmissões automáticas e transmissões para veículos de nova energia, juntamente com os sistemas de engrenagens correspondentes. A oferta da empresa atende a diversas necessidades de transmissão de potência em diferentes tipos de veículos, com um amplo espectro de potência que varia de sedãs de baixa potência a veículos comerciais de alta potência. A Lan Dai Technology é especializada em P&D, projeto, desenvolvimento, fabricação e vendas de conjuntos de transmissão, componentes de transmissão e produtos fundidos. Seus produtos de engrenagens de transmissão incluem engrenagens de transmissão automotiva e engrenagens de motor. Resumo: No campo das engrenagens de transmissão, ainda existe uma lacuna notável entre as empresas nacionais e internacionais. As empresas estrangeiras, com sua longa história e vasta experiência, investem fortemente em pesquisa fundamental. Elas possuem dados fundamentais abrangentes e softwares de projeto especializados avançados, liderando o desenvolvimento e a aplicação de novos materiais, bem como o projeto e a fabricação de produtos de alta tecnologia. Por exemplo, em aplicações de engrenagens de transmissão de alta precisão, como transmissões automáticas automotivas e unidades de acionamento ferroviário de alta velocidade, as empresas estrangeiras atingiram a maturidade tecnológica e detêm uma posição dominante. As empresas chinesas, em geral, estão atrasadas em pesquisa fundamental, com tecnologias críticas e produtos de alta tecnologia ainda fortemente dependentes de importações. Nos processos de fabricação, as empresas estrangeiras utilizam materiais para engrenagens com pureza e uniformidade superiores, técnicas avançadas de tratamento térmico que controlam eficazmente a deformação e as fissuras, juntamente com ferramentas e equipamentos de usinagem de precisão. No entanto, os fabricantes nacionais ficam aquém na qualidade dos materiais para engrenagens, na estabilidade do processo de tratamento térmico e nos equipamentos de processamento avançados, resultando em precisão, confiabilidade e vida útil inferiores dos produtos em comparação com os concorrentes internacionais. Contudo, graças às fortes indústrias nacionais que impulsionam a cadeia de suprimentos, as empresas nacionais têm feito progressos notáveis nos últimos anos e alcançado avanços significativos em algumas áreas. No setor marítimo, o Grupo Hangzhou Gear desenvolveu a caixa de engrenagens marítima GWC85/100, a mais potente da China, superando desafios importantes, incluindo embreagens de alto torque, rolamentos deslizantes de alta resistência e projeto de sistema hidráulico de alto fluxo. Essa inovação proporciona economia de energia significativa e redução das emissões de carbono em comparação com os concorrentes internacionais, além de superar as expectativas dos clientes em termos de controle direcional e níveis de ruído. O sistema de propulsão integrado, desenvolvido internamente pelo grupo, incorpora tecnologias de ponta, como hélices de passo variável, controle remoto e diagnóstico automático de falhas, alcançando a automação completa na navegação de navios e rompendo o longo monopólio tecnológico estrangeiro. No setor ferroviário de alta velocidade, em 2014, o dispositivo de acionamento da caixa de engrenagens “CRH380A”, desenvolvido pela China CRRC Qishuyan, foi incluído no Plano Nacional de Novos Produtos Chave. No mesmo ano, a Chongqing Kairui aceitou o convite do fabricante anfitrião para iniciar o desenvolvimento de caixas de engrenagens para trens de alta velocidade. Em janeiro de 2017, a empresa concluiu a certificação de produto da CRCC e sua caixa de engrenagens CW350 (D) começou a ser fornecida em lotes para os trens “Fuxing”. Desde então, as caixas de engrenagens para trens de alta velocidade nacionais têm sido continuamente atualizadas e aprimoradas, com seu escopo de aplicação se expandindo e gradualmente alcançando cobertura total das linhas ferroviárias de alta velocidade do país. Na indústria de máquinas de construção, a Zhuzhou Gear Co., Ltd. superou múltiplos desafios em projeto, fabricação e testes para desenvolver com sucesso uma linha completa de redutores para guindastes sobre esteiras, alcançando a substituição completa de importações. Em 2023, a empresa manteve sua posição de liderança no mercado global de redutores para guindastes sobre esteiras. No campo dos redutores de precisão de pequeno porte, empresas nacionais como Lüde Harmonic, Shuanghuan Transmission e Zhitong Technology alcançaram avanços significativos. Olhando para o futuro, o rápido crescimento de setores como veículos de novas energias, aeroespacial e robótica certamente impulsionará as empresas de transmissão de engrenagens de precisão a alcançar e superar a concorrência.

De eletrodomésticos a dispositivos médicos: o cenário competitivo e as estratégias inovadoras do mercado de engrenagens plásticas de 2025 a 2035. Impulsionado pela demanda por componentes leves, pelos avanços na tecnologia de polímeros e pela rápida transformação em direção a veículos elétricos (VEs) e robótica, o mercado global de engrenagens plásticas está preparado para um crescimento contínuo até 2035. De acordo com a Future Market Insights (FMI), o mercado foi avaliado em US$ 1,1 bilhão em 2025 e projeta-se que alcance US$ 1,1 bilhão em 2035, representando uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 5,4%. Segundo o relatório da FMI, “Tamanho, participação e previsão do mercado de engrenagens plásticas (2025-2035)”, a receita do mercado global de engrenagens plásticas crescerá US$ 1,1 bilhão na próxima década, impulsionada principalmente pela crescente demanda por Sistemas de engrenagens energeticamente eficientes e silenciosos para aplicações automotivas, eletrônicas e de automação.>>>> Uma década de crescimento centrada na inovação de polímeros e aplicações em veículos elétricos. A transição de engrenagens metálicas para engrenagens plásticas de alto desempenho está remodelando continuamente o cenário da indústria. Entre 2025 e 2030, o mercado de engrenagens plásticas deverá crescer US$ 1,1 bilhão, impulsionado pela redução do peso dos veículos elétricos e pela miniaturização de eletrodomésticos. Entre 2030 e 2035, a FMI prevê que o mercado crescerá mais US$ 1,6 bilhão, refletindo a profunda integração de polímeros resistentes ao desgaste, tecnologias de moldagem de precisão e materiais sustentáveis e recicláveis no ecossistema de manufatura inteligente. "As engrenagens plásticas estão se tornando gradualmente uma alternativa de alta carga e baixa manutenção para ambientes severos", disse Nikil Katewald, analista de pesquisa da FMI. “A melhoria da estabilidade térmica, da resistência à fadiga e da precisão da moldagem por injeção está abrindo novos cenários de aplicação para veículos elétricos e robótica.” >>>> Resumo dos principais dados do mercado de engrenagens plásticasÍndice de mercado globalDados de previsãoValor de mercado em 2025$6,9 bilhõesValor projetado em 2035$11,6 bilhõesTaxa de crescimento anual composta5,41111111111Maiores materiaisPoliamida 66 (representando 20,0% da participação de mercado)Tipo de núcleo dominanteNúcleos de plástico (representando 55,0% da participação de mercado)Principais tipos de produtoEngrenagens cilíndricas (representando 30,0% da participação de mercado)>>>> China: O mercado de engrenagens plásticas que mais cresceA análise país a país da FMI mostra que a China é líder na expansão do mercado global. Beneficiando-se da produção em larga escala de veículos elétricos, da automação industrial e do desenvolvimento da indústria de fabricação de eletrônicos, o mercado chinês deverá crescer a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 7,3%. Em 2025, os mercados japonês e sul-coreano foram avaliados em US$ 1.111.211.111.349,8 milhões e US$ 1.111.211.111.204,3 milhões, respectivamente, destacando a posição dominante no mercado do Leste Asiático. A Índia seguiu de perto, com uma taxa de crescimento anual composta de 6,8%, impulsionada pela localização da produção de peças automotivas, exportações de componentes elétricos e crescente demanda por sistemas de engrenagens pequenos e duráveis nos setores de processamento de alimentos e equipamentos médicos. >>>> Cinco forças principais que impulsionam a expansão do mercado: Redução do peso dos veículos elétricos: Comparadas às engrenagens metálicas, as engrenagens de plástico podem reduzir o peso do veículo em até 50%, além de reduzir o ruído e aumentar a autonomia da bateria. Avanços na tecnologia de polímeros: Melhorias em cargas e lubrificantes aumentam significativamente a resistência mecânica, a resistência ao desgaste e a resistência à temperatura. O boom da automação industrial: robôs e sistemas de esteiras estão priorizando o uso de componentes plásticos de baixa inércia e com amortecimento de vibrações. Sustentável Foco no desenvolvimento: Plásticos recicláveis de alto desempenho estão alinhados com as regulamentações da economia circular. Vantagens em termos de custo-benefício: A moldagem por injeção permite a produção em larga escala e apresenta custos de manutenção mais baixos do que as engrenagens metálicas. >>>> Visão geral da segmentação do mercado de engrenagens plásticas Por tipo de material: Em 2025, a poliamida 66 liderou com uma participação de 20,01% na receita, sendo suas vantagens a resistência superior, o baixo atrito e a resistência à fadiga. Por tipo de núcleo: Os núcleos de plástico representam 55,01% da participação de mercado, apresentando redução de peso, redução de ruído e compatibilidade com materiais compósitos de precisão. Por tipo de produto: As engrenagens cilíndricas de dentes retos representam 30,01% da participação de mercado e são amplamente utilizadas nos setores elétrico e mecânico devido à sua estrutura simples e alta eficiência. Por setor de uso final: O setor automotivo ocupa o primeiro lugar, seguido por equipamentos eletrônicos e elétricos, equipamentos médicos e máquinas para produção de alimentos. >>>> Visão geral do mercado de engrenagens plásticas Ásia-Pacífico: A região de crescimento mais rápido Globalmente, liderado pela China (CAGR de 7,3%), Índia (6,8%), Japão e Coreia do Sul. Europa: a taxa de crescimento anual composta da Alemanha é de 6,2%; a Europa Ocidental será responsável pela maior parte da receita da região em 2024. América do Norte: o mercado dos EUA está avaliado em US$ 1,4 bilhão em 2025 e crescerá de forma constante a uma CAGR de 5,1%. América Latina, Oriente Médio e África: o investimento em infraestrutura no Brasil (CAGR de 5,7%), Arábia Saudita e África do Sul impulsionará o crescimento do mercado.