ในกระบวนการตัดปัญหาต่าง ๆ เช่นการสึกหรอของแม่พิมพ์อย่างรวดเร็วเวลาเปลี่ยนเชื้อรายาวความยืดหยุ่นที่ไม่ดีและประสิทธิภาพการผลิตต่ำมักจะนำไปสู่กระบวนการที่ไม่เสถียรส่งผลให้คุณภาพการตัดอิเล็กโทรดที่ไม่สอดคล้องกันและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลง การตัดด้วยเลเซอร์เนื่องจากข้อดีของการเบี่ยงเบนการสั่นสะเทือนความแม่นยำสูงความเสถียรที่ดีและไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแม่พิมพ์ได้กลายเป็นกระแสหลักในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม มันมักจะใช้ในกระบวนการเช่นการตัดแท็บการเลื่อนแผ่นอิเล็กโทรดและการแยกตัวคั่น
ลักษณะของการตัดตายอิเล็กโทรดแบตเตอรี่เครื่องจักร:
1. ช่องว่างการตัดที่มากเกินไปไม่เพียงพอหรือไม่สม่ำเสมออาจทำให้เกิดการแสดงผล
2. ขอบตัดที่น่าเบื่อหรือเสียหายสามารถสร้างผลัดได้
3. เงื่อนไขการตัดที่ไม่เหมาะสมเช่นการสัมผัสที่ไม่ดีระหว่างชิ้นงานและหมัดหรือตายหรือความสูงของการวางตำแหน่งที่ไม่เหมาะสมในระหว่างการตัดแต่งและการเจาะอาจทำให้เกิดเสี้ยวหากความสูงของชิ้นงานต่ำกว่าความสูงของตำแหน่ง
4. การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิแม่พิมพ์ในระหว่างการทำงานอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงช่องว่างซึ่งนำไปสู่เสี้ยนบนแผ่นอิเล็กโทรดตัด
ลักษณะของอิเล็กโทรดแบตเตอรี่เครื่องตัดเลเซอร์:
1. ช่องว่างการตัดแคบ
2. โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดเล็กใกล้กับขอบตัด
3. การเสียรูปในท้องถิ่นน้อยที่สุด
4. การตัดแบบไม่ติดต่อสะอาดปลอดภัยและปราศจากมลพิษ
5. การรวมง่ายกับอุปกรณ์อัตโนมัติอำนวยความสะดวกในกระบวนการอัตโนมัติ
6. ไม่มีข้อ จำกัด ในการตัดชิ้นงาน คานเลเซอร์มีความสามารถในการทำโปรไฟล์
7. การรวมเข้ากับคอมพิวเตอร์การประหยัดวัสดุ
ด้วยอันตรายด้านความปลอดภัยที่สำคัญที่เกิดจากเสี้ยนจากการตัดแบบเครื่องจักรกลในแบตเตอรี่พลังงานการตัดด้วยเลเซอร์คาดว่าจะเป็นวิธีหลักในอนาคต
รูปที่ 1: การตัดตาย
หลักการของการตัดเลเซอร์:
ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงโฟกัสจะฉายรังสีแผ่นอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ที่จะถูกตัดให้ร้อนอย่างรวดเร็วถึงอุณหภูมิสูงทำให้มันละลายไอระเหยระเหยหรือไปถึงจุดจุดระเบิดทำให้เกิดรู เมื่อลำแสงเคลื่อนที่ข้ามแผ่นหลุมเหล่านี้จะก่อให้เกิดการตัดแคบอย่างต่อเนื่องทำให้การตัดแผ่นอิเล็กโทรดเสร็จสมบูรณ์
รูปที่ 2: แผนผังไดอะแกรมของหลักการตัดเลเซอร์
พารามิเตอร์กระบวนการหลักของการตัดเลเซอร์:
①โหมดปม:
ยิ่งโหมดลำแสงลดลงขนาดของสปอตที่โฟกัสที่เล็กลงเท่าใดความหนาแน่นของพลังงานและความหนาแน่นของพลังงานก็ยิ่งสูงเท่าใดการตัดและประสิทธิภาพการตัดที่สูงขึ้นก็ยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
polarization ของลำแสงเลเซอร์:
เช่นเดียวกับการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดลำแสงเลเซอร์มีส่วนประกอบของเวกเตอร์ไฟฟ้าและแม่เหล็กที่ตั้งฉากต่อกันและทิศทางของการแพร่กระจายของลำแสง ในเลนส์เวกเตอร์ไฟฟ้าถือเป็นทิศทางโพลาไรเซชันของลำแสงเลเซอร์ เมื่อทิศทางการตัดขนานกับทิศทางโพลาไรเซชันด้านหน้าตัดจะดูดซับเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดส่งผลให้การตัดแคบการตัดต่ำและความขรุขระและความเร็วในการตัดสูง
③laser Power:
การตัดด้วยเลเซอร์ต้องใช้ลำแสงเลเซอร์ที่จะมุ่งเน้นไปที่เส้นผ่านศูนย์กลางจุดที่เล็กที่สุดที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงสุด พลังงานเลเซอร์ที่จำเป็นสำหรับการตัดส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับประเภทการตัดและคุณสมบัติของวัสดุที่ถูกตัด การตัดไอจะต้องใช้พลังงานเลเซอร์สูงสุดโดยการตัดการหลอมละลายและการตัดการหลอมละลายออกซิเจนช่วยได้น้อยที่สุด
สูตรการคำนวณพลังงานเฉลี่ย:
พลังงานเฉลี่ย=พลังงานชีพจรเดี่ยว×ความถี่การทำซ้ำ
สูตรการคำนวณพลังงานสูงสุด:
พลังสูงสุด=ความกว้างพลังงานชีพจร / พัลส์เดี่ยว
④ตำแหน่งโฟกัส:
ระนาบโฟกัสที่อยู่เหนือชิ้นงานคือการเบลอบวกและด้านล่างชิ้นงานเป็น defocus เชิงลบ ตามทฤษฎีเรขาคณิตเลนส์เมื่อระนาบเชิงบวกและลบเชิงบวกนั้นเท่ากันจากพื้นผิวการประมวลผลความหนาแน่นของพลังงานในระนาบที่สอดคล้องกันนั้นประมาณเหมือนกัน
⑤laserความลึกโฟกัส:
ความลึกโฟกัสของระบบโฟกัสมีผลต่อคุณภาพการตัดเลเซอร์อย่างมีนัยสำคัญ หากความลึกโฟกัสของลำแสงโฟกัสนั้นสั้นมุมโฟกัสมีขนาดใหญ่และขนาดสปอตจะเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญใกล้กับโฟกัสความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์บนพื้นผิววัสดุจะแตกต่างกันอย่างมากกับตำแหน่งโฟกัสที่แตกต่างกันส่งผลกระทบอย่างมากต่อการตัด สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ตำแหน่งโฟกัสควรเปิดหรือต่ำกว่าพื้นผิวชิ้นงานเล็กน้อยเพื่อให้ได้ความลึกการตัดสูงสุดและความกว้างการตัดที่เล็กที่สุด
เนื่องจากแผ่นอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีโครงสร้างชั้นสะสมของชั้นสะสมสองด้าน + โลหะกลางและคุณสมบัติของการเคลือบและฟอยล์โลหะแตกต่างกันอย่างมากการตอบสนองต่อการกระทำของเลเซอร์ก็แตกต่างกันเช่นกัน เมื่อเลเซอร์ทำหน้าที่ในชั้นกราไฟท์เชิงลบหรือชั้นวัสดุที่ใช้งานอยู่ในเชิงบวกเนื่องจากอัตราการดูดซับเลเซอร์สูงและการนำความร้อนต่ำการเคลือบจะต้องใช้พลังงานเลเซอร์ค่อนข้างต่ำสำหรับการละลายและการระเหย ในทางตรงกันข้ามตัวสะสมกระแสโลหะสะท้อนเลเซอร์และมีการนำความร้อนอย่างรวดเร็วดังนั้นพลังงานเลเซอร์ที่จำเป็นสำหรับการละลายและการระเหยของชั้นโลหะจะสูงขึ้น
รูปที่ 3: องค์ประกอบทองแดงและการกระจายอุณหภูมิในทิศทางความหนาของขั้วลบเชิงลบด้านเดียวภายใต้การกระทำของเลเซอร์
รูปที่ 3 แสดงองค์ประกอบทองแดงและการกระจายอุณหภูมิในทิศทางความหนาของอิเล็กโทรดเชิงลบที่เคลือบด้านเดียวภายใต้การกระทำของเลเซอร์ เมื่อเลเซอร์ทำหน้าที่บนเลเยอร์กราไฟท์กราไฟท์ส่วนใหญ่จะกลายเป็นไอเนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุ เมื่อเลเซอร์แทรกซึมฟอยล์ทองแดงฟอยล์จะเริ่มละลายทำให้เกิดสระที่หลอมเหลว หากพารามิเตอร์กระบวนการไม่เหมาะสมปัญหาอาจเกิดขึ้น: (1) การเคลือบผิวที่ขอบตัดเผยให้เห็นฟอยล์โลหะดังแสดงในภาพด้านซ้ายของรูปที่ 4; (2) เศษซากตัดจำนวนมากรอบขอบตัด ปัญหาเหล่านี้สามารถนำไปสู่การลดประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และปัญหาคุณภาพความปลอดภัยดังแสดงในภาพที่ถูกต้องของรูปที่ 4 ดังนั้นเมื่อใช้การตัดด้วยเลเซอร์จำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการตามคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้งานและฟอยล์โลหะเพื่อให้แน่ใจว่าการตัดแผ่นอิเล็กโทรดและคุณภาพขอบที่ดี
รูปที่ 4: ปัญหาตัดขอบ: ฟอยล์โลหะที่สัมผัสและเศษซากตัด
ทิศทางการปรับปรุงสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์:
1. ประสิทธิภาพการตัด: ระดับปัจจุบันของ 60-90 m/นาทีจะปรับปรุงต่อไปโดยระดับที่คาดหวังคือ 120-180 m/นาทีภายในสามปี
2. คุณภาพการตัด: ปัจจุบันการตัดด้วยเลเซอร์ไม่สามารถใช้โดยตรงกับพื้นที่วัสดุแคโทดที่สอง ความก้าวหน้าในอนาคตในรูปแบบเลเซอร์ใหม่และกระบวนการเลเซอร์อาจเปิดใช้งานการตัดเลเซอร์ของวัสดุแคโทดที่ประกอบไปด้วย นอกจากนี้การตัดปัญหาคุณภาพเช่นโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเสี้ยนและลูกปัดหลอมเหลวสามารถปรับปรุงได้ผ่านความเสถียรเชิงกลและการปรับปรุงกระบวนการเลเซอร์
3. ความเสถียรของอุปกรณ์: ซึ่งรวมถึงการปรับปรุงความเสถียรของอุปกรณ์เองโดยการเพิ่มความพร้อมใช้งานในการปฏิบัติงานและเพิ่มประสิทธิภาพการโหลดและการขนถ่ายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพอุปกรณ์โดยรวม (OEE) และเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว (MTBF) นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการปรับปรุงความสอดคล้องคุณภาพของผลิตภัณฑ์โดยการเพิ่มดัชนีความสามารถของกระบวนการ (CPK)
4. หน่วยสืบราชการลับ: การบรรลุความฉลาดทางเครื่องจักรเดี่ยวและจากนั้นหน่วยสืบราชการลับเต็มรูปแบบ การรวมการตรวจจับออนไลน์การควบคุม PLC และการควบคุมคอมพิวเตอร์ส่วนบนสำหรับหน่วยสืบราชการลับเครื่องเดียว จากนั้นโดยการเชื่อมต่อกับระบบข้อมูลจากโรงงานและเพิ่มประสิทธิภาพการรวบรวมข้อมูลเครื่องจักรเดี่ยวเพื่อให้ได้สติปัญญาเต็มรูปแบบ
