I varmefeltsystemet til en fotovoltaisk enkeltkrystallugn, har den isostatisk pressede grafitguide røret med diameter Φ300-500 mm og lengde 400-600 mm to funksjoner: å lede silisiumsmelte og gi isolasjon for varmefeltet. Rundheten i innerveggen (krav ≤ 0,025 mm), forholdet mellom lengde og diameter (2,5–4:1) med tilpasningsevne og overflateruhet (Ra ≤ 0,8 μm) påvirker direkte kontinuiteten i veksten av silisiumenkeltkrystaller. Hvis rundheten i innerveggen overskrider standarden, kan det lett føre til uregelmessig strømning av silisiummateriale og forårsake kantbrudd i krystallen. Egenskapene til grafitt, som lav hardhet (Mohs 1–2), høy sårbarhet og lett støvakkumulering, kombinert med problemer med bearbeidingsavvik forårsaket av et stort aspektforhold, gjør det vanskelig for tradisjonelle prosesser å oppnå balanse mellom nøyaktighet og effektivitet. Et ledende innenlandsk selskap innen fotovoltaiske grafitkomponenter står overfor tre hovedbegrensninger ved bearbeiding av høyrenhet isostatisk presset grafitguide rør (laget av Toyo carbon TFG-85, med en bulkdensitet ≥ 1,82 g/cm³):
1. Nøyaktighetstap ved kontrolltap: Tradisjonelt krever det fire prosesser: «horisontal svaringsmaskin grov utvendig vegg → vertikal boringmaskin finbearbeiding av indre vegg → manuell retting av rettlinjethet → høytrykks luftstrøm støvavføring». Flere innspenninger fører til at koaksialitetsavviket mellom innervegg og flensreferanse overstiger 0,04–0,06 mm, og lengdeforholdet til diameter er for stort, noe som resulterer i en feil i innerveggets rettlinjethet på 0,08–0,1 mm. Avskriftsgraden forårsaket av avbøyningsdeformasjon er 16 %, og sluttkvalifiseringsraten er bare 78 %;
2. Støvproblem: Grafittstøv samler seg i den dype hulrommet i innerveggen på føringssløyden. Etter rengjøring med høytrykksluft, er det fremdeles 8 % reststøv i produktet, noe som krever ekstra ultralydsrengjøring og øker produksjonskostnadene med 20 %. Samtidig har støv trengt inn i spindellager og føringsskinner på utstyret, noe som resulterer i i gjennomsnitt 11 maskinfeil per måned, og nøyaktighetsnedbrytningsperioden for føringsskinne er forkortet til 4 måneder.
3. Lav effektivitet: Bearbeidingstiden for en enkelt føringssløyde er så lang som 42 minutter, hvorav manuell justering og støvrengjøring utgjør 35 %, og krever samarbeid av 2 operatører. Arbeidskostnaden per produkt overstiger 32 yuan. Diamantskjæreverktøy knuses lett på grunn av vibrasjoner under skjæring, med en levetid på kun 30 enheter per blad, og verktøykostnaden per produkt er 26 yuan.
Kundebruksscenarioer
For å overvinne vanskelighetene, innførte selskapet en spesialtilpasset Taiwan Cloud KD500 grafittspesifikk CNC-vertikal dreiebenk og bygget et dedikert behandlingssystem for føringsslange med "lengde-til-diameter-tilpasning + støttett presisjonsdobbeltkontroll":
Spesialtilpasset design av utstyrets kjerne:
1. Stivhet og bøyingskontroll: Naturlig granittbunn (termisk ekspansjonskoeffisient ≤ 0,4 × 10⁻⁶/℃) brukes, og indre spenninger er fjernet etter 20 måneders naturlig aldring. Kombinert med en trepunkts-posisjoneringsstruktur bestående av "spindle+2 sett justerbare hjelpestøtter", er støtteavstanden optimert gjennom elementanalyse, og bøyningen av føringsslange med lengde-til-diameter-forhold på 4:1 holdes innenfor ≤ 0,01 mm. Utstyrt med Fanuc 31i-B5 CNC-system og gittermålere i full lukket løkke (oppløsning 0,01 μm), oppnås en posisjoneringsnøyaktighet på ± 0,005 mm og nøyaktig tilpasning til H7-nivåets toleransekrevende krav for innerveggen.
2. Omfattende støvkontroll: Integrert med et "spindelintegret syklonseparator (støvavskillelseseffektivitet på 93 %) + ringformet sideavsugningslukke (luftmengde på 1800 m³/t) + HEPA 13-nivå høyeffektfilter (filtreringsnøyaktighet på 0,3 μm)" trestuks støvbeskyttelsessystem, der støvkonsentrasjonen i arbeidsområdet er stabil ≤ 1,2 mg/m³, langt under grensen på 4 mg/m³ gitt i nasjonal standard GBZ 2.1-2019; Samtidig brukes støvtette kabler og oljefrie glidebaner for å hindre at støv og smøremidler blandes og forurener arbeidsstykker og utstyr.
Eksklusiv konfigurasjon av skjæresystem:
Ved bruk av en porøs vakuum-sugkopp med Φ 500 mm (med en adsorptionskraft på 0,11 MPa og en dekningsgrad for adsorptionsareal på 90 %), unngås deformasjon av klemmingen av grafitguide rør gjennom jevnt negativt trykk; konfigurer et diamantbelagt verktøy for boring av indre hull (med en avrundet kant på 0,01 mm og spissradius på 0,02 mm) og et tørris-kjølesystem med kald luft på -18 ℃ for å kontrollere temperaturen i skjæresonen under 22 ℃ og undertrykke sprekkdannelse i veggene forårsaket av termisk spenning i grafitten; spindelen har en design med lav vibrasjon (vibrasjonsakselerasjon ≤ 0,07 g), som er egnet for de høye kravene til bearbeidelse av sprøtt materiale som grafitt.
Når det gjelder teknologisk innovasjon, er det oppnådd en gjennombrudd innen presisjonsbearbeiding av fotovoltaiske grafitguide rør gjennom en enkelt klemmeprosess
1. Prossesintegrasjon: Utstyret integrerer en vakuum-sugkopp, en 8-stasjons servo-tårn (med verktøybyttetid på 1,4 sekunder) og en dedikert langbladholder for innerveggen. Det kan utføre presisjons-svarving av ytre vegg på føringsslange (rundhet ≤ 0,018 mm), presisjons-boring av innervegg (sylindrisk form ≤ 0,01 mm), presisjons-svarving av flensendeflate (planhet ≤ 0,025 mm) og boring av bunnføringshull (posisjonsnøyaktighet ≤ 0,12 mm) i én operasjon, og eliminerer dermed manuell justering og ultralynsrengjøring direkte, noe som forkorter prosessen med 50 %;
2. Avbøyning og sårbarhetskontroll: Innovativ "segmentert progresjiv kuttmetode" – for å takle forskjellen i lengdeforhold til diameter, er guidebøren delt inn i 3–4 deler for bearbeiding, hvor hver del bruker parametrene "lav hastighet (700–900 o/min) + sakte tilførsel (40–70 mm/min) + mikro bakløp verktøy (≤ 0,05 mm)", kombinert med Renishaw måleprobe i maskinen (målenøyaktighet ± 0,0008 mm) for å samle sanntidsdata om retthet av indre vegg, og dynamisk justere støttekraften (kompensasjonsnøyaktighet 0,002 mm), slik at retthetsavviket til den indre veggen holdes innenfor ≤ 0,05 mm, og kantbruddet er ≤ 0,006 mm;
3. Optimalisering av byttetidseffektivitet: Utstyrt med 22 sett med fotovoltaiske grafittføringsrør (egnet for 12–18 tommer enkeltkrystallugner) prosessparametere, krever omstilling kun innhenting av tilhørende program og utskifting av dedikert langkniv-skjæretøy. Omstillingstiden er forkortet fra tradisjonelle 3 timer til 15 minutter, noe som imøtekommer behovet for produksjon av flere spesifikasjoner i batcher.
Gjennomføringsresultatene overholder fullt ut de strenge standardene i den fotovoltaiske industrien:
Nøyaktighet og kvalifiseringsrate: Avrundethetsstabiliteten på innsiden av grafittføringsrøret er ≤ 0,02 mm, koaksialiteten er ≤ 0,03 mm, og overflateruheten når Ra0,6 μm, i full overensstemmelse med tekniske krav i GB/T 3074.1-2019 "Grafitelektrode" og varmefeltkomponenter for fotovoltaiske enkeltkrystallugner. Produktkvalitetsraten har økt fra 78 % til 99,3 %, og avvikelsesdeformasjonsavskritningsraten har sunket til 0,7 %;
Effektivitet og kostnad: Behandlingstiden for en enkelt del har blitt redusert fra 42 minutter til 20 minutter, og daglig produksjonskapasitet har økt fra 90 deler til 210 deler; Manuell korreksjon og ultralynsrengjøring er fjernet, noe som reduserer arbeidskostnadene med 32 yuan per produkt; Levetiden for diamantskjaresverd har økt med 80 % takket være optimaliserte skjæreparametere (fra 30 deler/blad til 54 deler/blad), og kostnaden for skjæretøy per produkt har blitt redusert til 14 yuan;
Utstyr drift og vedlikehold: Tredelte støvbeskyttelsessystem har redusert gjennomsnittlig månedlig antall utstyrsfeil fra 11 til 0,7, forlenget presisjonskalibreringsintervall for skinne til 2,5 år, økt den totale utnyttelsesgraden av utstyret fra 65 % til 94 %, redusert årlig nedetid med 680 timer og spart over 220 000 yuan i årlige vedlikeholdskostnader.
Kundebearbeidingsscenarier
Taiwan Cloud Precision Machinery KD500 har løst bransjens smertepunkter knyttet til grafitt guide-rør, som stor lengde-til-diameter-forhold, lett deformasjon, vanskelig støvrensing og lav effektivitet. «Produksjonsdirektøren i selskapet uttalte: «For tiden er vårt guide-rør sertifisert av JA Solar og Trina Solar, og er allerede tatt i bruk på en 18 tommer høyeffektiv enkeltkrystall ovn-produksjonslinje. Det oppfyller kravet om 'termisk felt isolasjonsytelse svekkelse ≤ 5 % etter 15 måneders kontinuerlig bruk', noe som gir oss kjernefunksjonell støtte for å ta 38 % av markedandelen innen high-end grafittkomponenter for solceller.» Dette eksempelet bekrefter at CNC vertikalt treskår har blitt en nøkkelutstyr for å gjennomføre gjennombrudd i 'trippel flaskehalsen av presisjon, effektivitet og drift og vedlikehold' i produksjonen av fotovoltaiske isostatisk pressede grafitt guide-rør gjennom dyp synergisme av 'tilpasset design av lengde-til-diameter bearbeiding + prosess for tilpasning til grafitts sprøhet + integrert støvbehandling'.
EN
