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發(fā)布時間：2025-03-19 來源：元祿光電公眾號
作為國內領先的微細精密激光刻蝕設備制造商，元祿光電參與了國家重點研發(fā)計劃“增材制造與激光制造”重點專項2024年度項目，牽頭承擔的“石墨雙極板激光圖形化精密制造技術應用（2024YFB4610400) ”項目成功立項。
元祿光電一直專注于高品質激光刻蝕裝備研發(fā)，在新能源核心器材激光加工領域優(yōu)勢突出。此次牽頭與華中科技大學合作，共同承擔“石墨雙極板激光圖形化精密制造技術應用”項目。兩家單位一直在激光加工領域合作緊密，共同攻克了諸多激光加工難題。參研成員專業(yè)背景涵蓋本項目所需要的光、機、電、材等各個方向，特別在激光加工領域具有深厚的理論背景和實際工程研發(fā)經(jīng)驗。
項目背景
隨著我國“3060”雙碳目標的快速推進,氫能源在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展中扮演著日益重要的角色。石墨材料因導電性好、耐腐蝕性好、比重小、壽命長等優(yōu)點，成為氫燃料電池和氫儲能裝備核心部件--雙極板的首選材料。降低雙極板厚度和在表面加工高深寬比細密流道是提高氫能功率密度的必要條件。然而，由于機械強度低，石墨雙極板的高深寬比細密流道加工一直面臨技術瓶頸:傳統(tǒng)的機加工和模壓成形存在材料易崩裂、應力分布不均、良品率不高等，難以實現(xiàn)流道寬度小于 0.4mm 及厚度小于 1.4mm 的石墨雙極板加工，因此亟需加工新方法。脈沖激光加工因無接觸、制造精度和空間分辨率高、效率高、自由度大、不產(chǎn)生機械應力等特點，被認為是高效高質量制造石墨雙極板圖形化細密流道的最有前景的新方法，極具應用潛力。但微秒激光加工精度不高、超快激光由于等離子體屏蔽及納米顆粒聚集效應導致槽底部平整度差且效率低，納秒激光加工兼具效率和精度高的優(yōu)勢，但是目前大幅面加工尚存在加工精度特別是槽底部平整度與效率難以兼顧、復雜圖形拼接精度不高、熱應力大，亟需開展專用的大幅面高效率高精度石墨雙極板激光圖形化加工技術及裝備研發(fā)。
技術突破
本項目創(chuàng)新性地提出采用五光束納秒脈沖光纖激光器并行加工提高加工效率，研發(fā)工程化的大幅面高效率石墨雙極板激光圖形化技術和裝備，實現(xiàn)石墨復合材料細密流道的高精高效低成本加工。
項目通過研究復雜圖案流道高效率、高質量、低成本的石墨雙極板激光圖形化精密制造裝備，促進氫能源的快速發(fā)展。
行業(yè)影響
項目將達到如下技術指標:最大加工幅面 520mm*420m，圖形拼接精度優(yōu)于).01mm，槽底部平整度士0.005mm(以 200mm*200mm 參考)，相比傳統(tǒng) CNC 工藝制造成本降低 30%,平均無故障運行時間>1000 小時,并在能源動力行業(yè)實現(xiàn)示范應用。項目的研發(fā)成功，可以豐富激光與顆粒類復合材料相互作用理論，相關關鍵技術還可為其他大幅面高精度圖形化激光制造提供技術支撐。
展望未來
未來元祿光電將繼續(xù)在新能源核心器材加工領域深耕，加強與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的合作，構建更加完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，共同推動新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
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