Sa sistema ng thermal field ng isang photovoltaic single crystal furnace, ang isostatic pressed graphite guide tube na may sukat na Φ300-500mm at haba na 400-600mm ay gumagampan ng dalawang tungkulin: gabay sa silicon melt at thermal field insulation. Ang kabilog ng panloob na pader nito (nangangailangan ng ≤ 0.025mm), ratio ng haba sa diameter (2.5-4:1) na kakayahang umangkop, at kabuuang kabikukan ng ibabaw (Ra ≤ 0.8 μm) ay direktang nakakaapekto sa patuloy na paglago ng silicon single crystal. Kung ang kabilog ng panloob na pader ay lumagpas sa pamantayan, maaaring magdulot ito ng hindi pare-parehong daloy ng silicon material at magdulot ng pagkabasag sa gilid ng single crystal; Ang mga katangian ng graphite, tulad ng mababang hardness (Mohs 1-2), mataas na brittleness, at madaling pagtitipon ng alikabok, kasama ang problema sa pagproseso ng deflection dahil sa malaking aspect ratio, ay nagiging sanhi ng hirap sa tradisyonal na proseso na balansehin ang eksaktong sukat at kahusayan. Isang nangungunang lokal na enterprise sa photovoltaic graphite component ang humaharap sa tatlong pangunahing hadlang sa pagpoproseso ng high-purity isostatic pressed graphite guide tubes (gawa sa Toyo carbon TFG-85, na may bulk density ≥ 1.82g/cm³):
1. Pagkawala ng kontrol sa katumpakan: Tradisyonal, kailangan ang apat na proseso: "pahalang na hikaw para sa magaspang na panlabas na pader → patayong makina para sa madetalyeng pagbubore sa panloob na pader → manu-manong pagwawasto sa tuwid na linya → mataas na presyur na hangin para alisin ang alikabok". Ang maramihang pagkakaklampe ay nagdudulot ng paglihis sa coaxiality sa pagitan ng panloob na pader at ng sanggunian ng flange na umaabot sa 0.04-0.06mm, at dahil sobrang haba ang ratio ng haba sa lapad, nagreresulta ito ng kamalian sa tuwid na linya ng panloob na pader na 0.08-0.1mm. Ang rate ng basura dahil sa pagbaluktot o depekto ay 16%, at ang rate ng kwalipikadong produkto sa huli ay 78% lamang;
2. Suliranin sa alikabok: Ang alikabok ng graphite ay kumakalap sa malalim na puwang ng panloob na pader ng gabay na tubo. Matapos linisin ito ng mataas na presyong hangin, may natitirang 8% pang alikabok sa produkto, na nangangailangan pa ng karagdagang ultrasonic na paglilinis at nagdudulot ng 20% pagtaas sa gastos sa produksyon; Nang maglaon, pumasok ang alikabok sa mga spindle bearing at gabay na riles ng kagamitan, na nagbunsod ng average na 11 pagkabigo ng makina bawat buwan, at napapaikli ang siklo ng pag-degrade ng presisyon ng mga riles sa 4 na buwan;
3. Mabagal na epekto: Ang proseso ng isang solong gabay na tubo ay umaabot sa 42 minuto, kung saan 35% dito ay para sa manu-manong pagwawasto at paglilinis ng alikabok, na nangangailangan ng pakikipagtulungan ng 2 operador. Ang gastos sa trabaho para sa isang solong produkto ay umaabot sa mahigit 32 yuan; Ang mga diamond cutting tool ay madaling masira dahil sa pag-uga habang nagpo-proseso, na may haba lamang ng buhay na 30 piraso bawat talim at gastos na 26 yuan bawat produkto.
Mga senaryo ng paggamit ng customer
Upang malampasan ang mga hamon, ipinakilala ng kumpanya ang pasadyang Taiwan Cloud KD500 graphite-specific CNC vertical lathe at nagtayo ng dedikadong sistema sa pagpoproseso para sa guide tube na may "length to diameter ratio adaptation + dust-proof precision dual control":
Pasadyang disenyo ng pangunahing kagamitan:
1. Katigasan at kontrol sa pagbaluktot: Ginamit ang natural na granite bed body (thermal expansion coefficient ≤ 0.4 × 10⁻⁶/℃), at napawi ang panloob na stress matapos ang 20 buwang natural na pagkakaluma. Pinagsama ito sa three-point positioning structure na "spindle+2 sets of adjustable auxiliary supports", kung saan ang suportasyong agwat ay optima gamit ang finite element analysis, at napigilan ang pagbaluktot ng guide tube na may length to diameter ratio na 4:1 sa loob ng ≤ 0.01mm. Kasama nito ang Fanuc 31i-B5 CNC system at grating ruler full closed-loop control (resolution 0.01 μm), na nakakamit ang ± 0.005mm na accuracy sa posisyon at tumpak na tugma sa H7 level tolerance requirements ng panloob na pader.
2. Komprehensibong kontrol sa alikabok: Pinagsama ang "spindle built-in cyclone separator (93% na kahusayan sa pag-alis ng alikabok) + anular side suction dust collection hood (hangin na 1800m³/h) + HEPA 13 level high-efficiency filter (filtration accuracy of 0.3 μm)" na tatlong antas ng sistema laban sa alikabok, ang konsentrasyon ng alikabok sa lugar ng trabaho ay matatag na ≤ 1.2mg/m³, malayo sa ilalim ng 4mg/m³ na limitasyon na tinukoy sa pambansang pamantayan GBZ 2.1-2019; Nang sabay, ginamit ang alikabok-protektadong cable drag chains at oil-free lubrication guides upang maiwasan ang halo ng alikabok at lubricant na maaaring magdulot ng kontaminasyon sa mga workpiece at kagamitan.
Eksklusibong konpigurasyon ng sistema ng pagputol:
Gamit ang Φ 500mm na porous vacuum suction cup (na may adsorption force na 0.11MPa at 90% na adsorption area coverage rate), napipigilan ang pagdeform ng pagkakaklam sa graphite guide tube sa pamamagitan ng pare-parehong negatibong pressure; Nakapaloob dito ang diamond coated inner hole turning tool (na may rounded edge na 0.01mm at tip radius na 0.02mm) at -18 ℃ dry ice cold air cooling system upang kontrolin ang temperatura sa cutting zone sa ilalim ng 22 ℃ at mapigilan ang pagkabasag ng panloob na pader dahil sa thermal stress ng graphite; Ang spindle ay gumagamit ng low vibration design (vibration acceleration ≤ 0.07g), na angkop sa mataas na brittleness na pangangailangan sa pagpoproseso ng graphite.
Sa aspeto ng teknolohikal na inobasyon, isang makabuluhang pag-unlad ang nakamit sa eksaktong pagmamanupaktura ng photovoltaic graphite guide tubes sa pamamagitan ng iisang proseso ng clamping
1. Pagbubuklod ng proseso: Ang kagamitan ay may integradong vacuum suction cup, isang 8-station servo turret (na may tool change time na 1.4 segundo), at isang dedikadong long blade holder para sa inner wall. Maaari nitong kompletohin nang sabay-sabay ang precision turning ng outer wall ng guide tube (roundness ≤ 0.018mm), precision boring ng inner wall (cylindricity ≤ 0.01mm), precision turning ng flange end face (flatness ≤ 0.025mm), at ang pagbuo ng butas sa ilalim na gabay (positional accuracy ≤ 0.12mm), na direktang pinapawalang-bisa ang manual correction at ultrasonic cleaning processes, at pinaikli ang proseso ng 50%;
2. Control sa Deflection at Brittlez: Inobatibong "pamamaraan ng segmented progressive cutting" - dahil sa pagkakaiba ng ratio ng haba sa diameter, hinati ang guide tube sa 3-4 na bahagi para sa proseso, kung saan ang bawat bahagi ay gumagamit ng mga parameter na "mababang bilis (700-900r/min)+mabagal na pag-feed (40-70mm/min)+micro back cutting tool (≤ 0.05mm)", na pinagsama sa Renishaw na probe para sa pagsukat sa loob ng makina (accuracy ng pagsukat ± 0.0008mm) upang makalap ng real-time na datos tungkol sa kabuuan ng panloob na pader, at dyan dinynamikong i-adjust ang lakas ng auxiliary support (compensation accuracy 0.002mm), upang mapanatili ang error sa kabuuan ng panloob na pader sa loob ng ≤ 0.05mm, at ang dami ng edge breakage ay ≤ 0.006mm;
3. Pag-optimize ng efficiency ng pagbabago: Kasama ang 22 hanay ng photovoltaic graphite guide tube (angkop para sa 12-18 pulgadang single crystal furnace) na template ng proseso, ang pagpapalit ay nangangailangan lamang ng pagkuha ng kaukulang programa at pagpapalit ng dedikadong mahabang blade cutting tool. Ang oras ng pagpapalit ay nabawasan mula sa dating 3 oras hanggang 15 minuto, na nakakatugon sa pangangailangan ng multi-specification batch production.
Ang mga resulta ng implementasyon ay sumusunod nang buo sa mahigpit na pamantayan ng photovoltaic industry:
Katumpakan at rate ng kualipikasyon: Ang katatagan ng bilog ng panloob na pader ng graphite guide tube ay ≤ 0.02mm, ang coaxiality ay ≤ 0.03mm, at ang surface roughness ay umabot sa Ra0.6 μm, na lubos na tumutugon sa teknikal na mga kinakailangan ng GB/T 3074.1-2019 "Graphite Electrode" at mga bahagi ng thermal field ng photovoltaic single crystal furnace. Ang rate ng kualipikasyon ng produkto ay tumaas mula 78% patungo sa 99.3%, at ang rate ng basurang dahil sa deflection deformation ay bumaba sa 0.7%;
Ehersisya at Gastos: Ang oras ng pagpoproseso sa bawat piraso ay nabawasan mula 42 minuto hanggang 20 minuto, at ang pang-araw-araw na kapasidad ng produksyon ay tumaas mula 90 piraso hanggang 210 piraso; Kanselahin ang manu-manong pagwawasto at proseso ng ultrasonic na paglilinis, na nagbawas ng gastos sa labor sa bawat produkto ng 32 yuan; Ang haba ng buhay ng diamond cutting tools ay nadagdagan ng 80% dahil sa pinakamainam na mga parameter ng pagputol (mula 30 piraso/kamao hanggang 54 piraso/kamao), at nabawasan ang gastos sa cutting tool bawat produkto sa 14 yuan;
Operasyon at pagpapanatili ng kagamitan: Ang sistema ng pag-iwas sa alikabok sa tatlong antas ay nagbawas sa average na bilang ng pagkabigo ng kagamitan bawat buwan mula 11 hanggang 0.7, pinalawig ang siklo ng precision calibration ng guide rail hanggang 2.5 taon, pataasin ang comprehensive utilization rate ng kagamitan mula 65% hanggang 94%, binawasan ang taunang downtime ng 680 oras, at nakapagtipid ng higit sa 220,000 yuan sa taunang gastos sa pagmaitain.
Mga senaryo ng pagpoproseso ng customer
Ang Taiwan Cloud Precision Machinery KD500 ay nakapaglutas sa mga pang-industriyang problema ng mga graphite guide tube, tulad ng malaking aspect ratio, madaling mag-deform, mahirap linisin ang alikabok, at mababang kahusayan. "Ang production director ng kumpanya ay nagsabi, "Kasalukuyan, sertipikado na ng JA Solar at Trina Solar ang aming guide tube, at matagumpay nang nailapat sa isang 18-pulgadang high-efficiency single crystal furnace production line. Natutugunan nito ang pangangailangan ng 'pagbaba ng thermal field insulation performance ≤ 5% pagkatapos ng 15 buwang patuloy na paggamit', na nagbibigay ng pangunahing suporta para kami ay magkaroon ng 38% na market share sa mataas na antas na graphite components para sa photovoltaics." Ang kaso na ito ay nagpapatunay na ang CNC vertical lathe ay naging mahalagang kagamitan upang malampasan ang 'triple bottleneck ng precision, kahusayan, at operation at maintenance' sa pagmamanupaktura ng photovoltaic grade isostatic pressed graphite guide tubes sa pamamagitan ng malalim na sinergya ng 'customized design ng length to diameter ratio processing + graphite brittleness adaptation process + dust integrated treatment'.
EN
