Fotovoltaisten yksikiteisten uuniten lämpökenttäjärjestelmässä Φ300-500 mm:n ja 400-600 mm:n pituinen isostaattisesti puristettu grafiittiohjausputki toimii kahdessa tehtävässä: se ohjaa sulaa piitä ja eristää lämpökenttää. Sen sisäseinän pyöreys (vaaditaan ≤ 0,025 mm), pituussuhteen (2,5–4:1) sopeutuvuus ja pinnankarkeus (Ra ≤ 0,8 μm) vaikuttavat suoraan piin yksikiteisen kasvun jatkuvuuteen. Jos sisäseinän pyöreys ylittää standardin, se voi helposti johtaa epätasaiseen piimateriaalin virtaukseen ja aiheuttaa yksikiteisen reunan murtumisen; Grafiitin ominaisuudet, kuten alhainen kovuus (Mohs 1–2), suuri hauraus ja helppo pölyn kertyminen, yhdessä suuren muotosuhteen aiheuttaman työstökohdan poikkeaman ongelman kanssa, vaikeuttavat perinteisten prosessien kykyä tasapainottaa tarkkuus ja tehokkuus. Kansallinen johtava fotovoltaisten grafiittikomponenttien valmistaja kohtaa kolme keskeistä pullonkaulaa käsitellessään korkeanpuhtauden isostaattisesti puristettuja grafiittiohjausputkia (valmistettu Toyon hiilestä TFG-85, tilavuuspaino ≥ 1,82 g/cm³):
1. Tarkkuuden menetys ja hallinnan häviäminen: Perinteisesti vaaditaan neljä prosessia: "vaakasuora sorvin alustava ulkoseinän käsittely → pysty pora koneen tarkka sisäseinän jälkikoneitus → suoruuden manuaalinen korjaus → korkeapaineinen ilmavirta pölyn poistoon". Useampi kiinnitys johtaa koaksiaalisuuspoikkeamaan sisäseinän ja liittimen viittauspinnan välillä yli 0,04–0,06 mm, ja pituussuhteen halkaisija on liian suuri, mikä aiheuttaa sisäseinän suoruusvirheen 0,08–0,1 mm. Poikkeaman aiheuttaman muodonmuutoksen vuoksi hylkäysaste on 16 %, ja lopullinen tuotteen hyväksymistaso on vain 78 %;
2. Pölyongelma: Grafiittipöly kertyy ohjausputken sisäseinämän syvään onteloon. Korkeapaineisen ilmavirran puhdistuksen jälkeen tuotteessa on edelleen 8 %:n jäännöspölyä, mikä vaatii lisäksi ultraäänipuhdistuksen ja kasvattaa valmistuskustannuksia 20 %:lla; Samalla pöly tunkeutuu laitteiden kärkilaakereihin ja ohjasiin, mikä aiheuttaa keskimäärin 11 työkoneen vikaa kuukaudessa ja lyhentää ohjasien tarkkuuden heikkenemiskierrosta neljään kuukauteen;
3. Alhainen tehokkuus: Yksittäisen ohjausputken käsittelyjakso kestää jopa 42 minuuttia, josta käsin tehtävä korjaus ja pölyn poisto vievät 35 % ja vaativat kahden operoijan yhteistyötä. Yhden tuotteen työvoimakustannukset ylittävät 32 yuania; Timanttiterä on altis murtumiselle leikkausväräytelyn vuoksi, sen kestoikä on vain 30 kappaletta terällä ja yhden tuotteen työkalukustannus on 26 yuania.
Asiakkaan käyttöskenaariot
Vaikeuksien voittamiseksi yritys otti käyttöön räätälöidyn Taiwan Cloud KD500: n grafiittikohtaiselle CNC-pystykaralle ja rakensi erityisen käsittelyjärjestelmän ohjausputkelle, jossa on "pituussuhteen mukautuminen + pölyneston tarkka kaksoisohjaus":
Laitteen ydinosan räätälöity suunnittelu:
1. Jäykkyys ja taipumahallinta: Luonnon graniittikoteloa (lämpölaajenemiskerroin ≤ 0,4 × 10⁻⁶/°C) käytetään, ja sisäinen jännitys poistetaan 20 kuukauden luonnollisen vanhenemisen jälkeen. Yhdistettynä "akseliin + 2 säädettävään aputukeen" perustuvaan kolmen pisteen sijaintirakenteeseen, jossa tukiväli on optimoitu elementtimenetelmällä, ohjausputken taipuma pituussuhde-halkaisuussuhteella 4:1 pidetään ≤ 0,01 mm:n sisällä. Varustettu Fanuc 31i-B5 CNC-järjestelmällä ja hilasäätimeen perustuvalla täysin suljetulla ohjauksella (resoluutio 0,01 μm), saavutetaan ± 0,005 mm:n asennustarkkuus ja täsmällinen yhteensopivuus H7-tason toleranssivaatimusten kanssa putken sisäseinämälle.
2. Kattava pölyn hallinta: Yhdistettynä "pyörivään osaan sisäänrakennettu syklonierottimella (pölynpoistotehokkuus 93 %) + renkaismainen sivuimuroiva pölynkeräyskannu (ilman tilavuus 1800 m³/h) + HEPA 13 -tasoinen tehokas suodatin (suodatustarkkuus 0,3 μm)" kolmen tason pölynestojärjestelmään, työskentelyalueen pölypitoisuus pysyy vakiona ≤ 1,2 mg/m³, mikä on selvästi alhaisempi kuin kansallisen standardin GBZ 2.1-2019 määrittelemä 4 mg/m³ raja-arvo; Samalla käytetään pölynsuojattuja kaapeliajoketjuja ja voitelun tarpeettomia liukupohjia estämään pölyn ja voiteluaineiden sekoittuminen ja työkappaleiden sekä laitteiston saastuminen.
Yksinoikeudella varustettu leikkausjärjestelmä:
Käyttämällä Φ 500 mm: n suurta huokoista imupussia (imuvoima 0,11 MPa ja imualueen peittoprosentti 90 %) grafiittiohjausputken kiinnityksen vääntymistä vältetään tasaisella alipaineella; varustetaan timanttipinnoitteisella sisäreijän kääntötyökalulla (pyöristetty reuna 0,01 mm ja kärjen säde 0,02 mm) sekä -18 °C:n hiilidioksidin kylmäilmajäähdytysjärjestelmällä, jotta leikkuualueen lämpötila pysyy alle 22 °C:n ja estetään grafiitin lämpöjännityksestä johtuva sisäseinämän halkeilu; kara käyttää matalan värähtelyn suunnittelua (värähtelykiihtyvyys ≤ 0,07 g), mikä sopii grafiitin korkeisiin haurauden käsittelyvaatimuksiin.
Teknologisen innovaation osalta on saavutettu läpimurto aurinkokennon grafiittiohjausputkien tarkkakoneenoinnissa yhdellä kiinnityksellä
1. Prosessiintegraatio: Laitteisto sisältää tyhjiöimeytyksen, 8-asemaisen servokäyttöisen törnätin (työkalunvaihtoaika 1,4 sekuntia) ja erityisen pitkän teränhaltijan sisäseinämälle. Se pystyy suorittamaan tarkkakierrotyksen ohjausputken ulkoseinämälle (pyöreys ≤ 0,018 mm), tarkkasurennuksen sisäseinämälle (lieriömäisyys ≤ 0,01 mm), tarkkakierrotyksen laippapinnalle (tasomaisuus ≤ 0,025 mm) sekä porauksen pohjan ohjausreikään (asentoarkkuus ≤ 0,12 mm) yhdellä kertaa, mikä poistaa manuaalisen korjauksen ja ultraäänipesuprosessit kokonaan ja lyhentää prosessia 50 %;
2. Taipumisen ja haurauden hallinta: Innovatiivinen "segmentoitu progressiivinen leikkausmenetelmä" – halkaisuussuhdeon mukaisesti ohjausputki jaetaan 3–4 osaan käsittelyä varten, ja jokainen osa käyttää parametreja "alhainen nopeus (700–900 r/min) + hidas syöttö (40–70 mm/min) + mikrotakaisinleikkaustyökalu (≤ 0,05 mm)", yhdistettynä Renishaw:n koneeseen asennettavaan mittausanturiin (mittaustarkkuus ± 0,0008 mm), joka kerää reaaliaikaista sisäseinämän suorakaismittausdataa ja säätää dynaamisesti aputukivoimaa (kompensaatiotarkkuus 0,002 mm), jolloin sisäseinämän suoruusvirhe pidetään ≤ 0,05 mm:n sisällä ja reunan murtuma ≤ 0,006 mm:n sisällä;
3. Vaihto-ohjelman tehokkuuden optimointi: Varustettu 22 joukolla fotoristeilyyn soveltuvia fotovoltaista grafiittia ohjaavia putkia (sopii 12–18 tuuman yksikiteistä uunia varten) prosessiparametripohjien kanssa, jolloin mallin vaihtaminen edellyttää ainoastaan vastaavan ohjelman hakemista ja erikoiskatkaisutyökalun vaihtamista. Vaihtoaika on lyhentynyt perinteisestä 3 tunnista 15 minuuttiin, mikä täyttää monien eri spesifikaatioiden sarjatuotannon tarpeet.
Toteutustulokset noudattavat tiukasti fotoristeilyn alalla sovellettavia standardeja:
Tarkkuus ja hyväksymistaso: Grafiittiohjausputken sisäseinämän pyöreysvakaavuus on ≤ 0,02 mm, samakskisuus ≤ 0,03 mm ja pinnankarheus saavuttaa arvon Ra 0,6 μm, täyttäen täysin standardin GB/T 3074.1-2019 "Grafiittielektrodi" ja fotoristeily-yksikiteisen uunin lämpökenttäkomponenttien tekniset vaatimukset. Tuotteen hyväksymistaso on noussut 78 %:sta 99,3 %:iin ja taipumadeformaation aiheuttama hylkäysaste on laskenut 0,7 %:iin;
Tehokkuus ja kustannukset: Yhden kappaleen käsittelyaika on vähentynyt 42 minuutista 20 minuuttiin, ja päivittäinen tuotantokapasiteetti on kasvanut 90 kappaleesta 210 kappaleeseen; Manuaalinen korjaus ja ultraäänipesu on poistettu, mikä vähentää työkustannuksia 32 yuania per tuote; Timanttiterästen käyttöikä on pidentynyt 80 % optimoiduilla leikkausparametreilla (30 kpl/terästä → 54 kpl/terästä), ja yhden tuotteen leikkaustyökalujen kustannus on pudonnut 14 yuaniin;
Laitteiden käyttö ja huolto: Kolmivaiheinen pölynestojärjestelmä on vähentänyt laitteiden keskimääräisen kuukausittaisen vioittumismäärän 11:stä 0,7:ään, pidentänyt ohjasiirron tarkkuuskalibrointisyklin 2,5 vuoteen, lisännyt laitteiston kokonaiskäyttöasteen 65 %:sta 94 %:iin, vähentänyt vuosittaista seisontaaikaa 680 tunnilla ja säästänyt yli 220 000 yuanin vuosittaisia huoltokustannuksia.
Asiakkaan käsittelyskenaariot
Taiwanin Cloud Precision Machineryn KD500 on ratkaissut teollisuuden ongelmat, kuten suuren pituussuhteen, helposti muodonmuuttuvan grafiittiohjaimen, vaikean pölyn poiston ja alhaisen tehokkuuden. Yrityksen tuotantopäällikkö totesi: "Tällä hetkellä ohjausputkemme on saanut sertifioidun JA Solarin ja Trina Solarin hyväksynnän, ja sitä on käytetty menestyksekkäästi 18-tuumisen tehokkaan yksikiteisen uunin tuotantolinjassa. Se täyttää vaatimuksen 'lämpökentän eristysominaisuuksien heikkeneminen ≤ 5 % 15 kuukauden jatkuvan käytön jälkeen', mikä tarjoaa keskeistä tukea meidän markkinaosuudellemme, joka on 38 % aurinkokennon korkealaatuisten grafiittikomponenttien osa-alueella." Tämä tapaus vahvistaa, että CNC-pystykaralatas on tullut keskeiseksi laitteeksi läpimurron tekemiseksi 'kolminkertaisessa pullonkaulassa – tarkkuus, tehokkuus ja huolto' aurinkokennon isostaattisesti puristettujen grafiittiohjaimien valmistuksessa, mikä perustuu syvään synergiaan 'mukautetun suunnittelun, halkaisijasuhteen käsittelyyn, hapanteen sopeutumisprosessiin ja pölyn kokonaisvaltaiseen käsittelyyn'.
EN
