/激光清洗
LASER CLEANING
激光清洗作為“21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ木G色清洗技術(shù)”，憑借其無接觸、無污染、精度高、損傷小等特點(diǎn)，在電池表面處理領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用潛能，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在極片制造、電芯制造及電池組裝三大主要?jiǎng)恿﹄姵厣a(chǎn)制程。
隨著CTP、CTB、CTC等電池結(jié)構(gòu)的革新，800V及以上高電壓平臺(tái)車型的涌現(xiàn)以及GB 38031《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)，傳統(tǒng)PET藍(lán)膜絕緣方案應(yīng)用受限，難以滿足不斷提升的安全需求。在此背景下，新型UV涂覆絕緣材料以其卓越的性能和環(huán)保特性，有望成為推動(dòng)電池技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵因素。
針對(duì)電芯及PACK系統(tǒng)的涂層絕緣阻燃、隔熱密封的安全“升維”需求，海目星前瞻性布局電池清洗工藝，以鋼殼、鋁殼清洗技術(shù)為落點(diǎn)，創(chuàng)新研發(fā)高效激光飛行清洗技術(shù)，采用自主研發(fā)的激光飛行清洗控制系統(tǒng)，有效解決激光清洗過程中工藝兼容差、清洗效率低、掃描路徑困難等難題，為賦能新一代電池產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化落地提供了新的解決方案。
激光飛行清洗作為一種高效的清洗技術(shù)，在清洗過程中，激光束可實(shí)現(xiàn)在材料上連續(xù)移動(dòng)，定位與出光無需交替進(jìn)行，在高效性、穩(wěn)定性及激光利用率上有著優(yōu)異的表現(xiàn)，極大地解決了傳統(tǒng)靜態(tài)清洗方案中存在的非有效加工時(shí)間問題。
但是，在新材料導(dǎo)入、新工藝應(yīng)用的背景下，如何進(jìn)一步突破激光清洗的質(zhì)量和效率瓶頸，尤其是在飛行狀態(tài)下，要實(shí)現(xiàn)激光掃描與軸聯(lián)動(dòng)，必然會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)提出更嚴(yán)苛的要求，這也是海目星一直在不斷突破的關(guān)鍵技術(shù)。
自研新一代激光清洗的核心“大腦”
助力清洗精度和速度成倍提升
當(dāng)前，海目星攻關(guān)的激光飛行清洗系統(tǒng)由激光光學(xué)系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)以及飛行清洗工裝構(gòu)成。公司自主研發(fā)的高速激光飛行清洗控制系統(tǒng)可以精準(zhǔn)地控制激光運(yùn)動(dòng)軌跡和能量輸出，同時(shí)實(shí)時(shí)獲取激光器的信號(hào)，對(duì)整個(gè)清洗過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)整。
■ 在激光器研發(fā)方面
如何保證激光光束質(zhì)量及激光器能量的穩(wěn)定輸出是海目星研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)激光飛行清洗控制系統(tǒng)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。為了解決這個(gè)問題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)“振蕩器+功率放大器”兩級(jí)光學(xué)方案，對(duì)激光器、光路傳輸系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使其在高光束質(zhì)量、高穩(wěn)定性等維度具備顯著優(yōu)勢(shì)。
■ 在振鏡掃描系統(tǒng)研發(fā)方面
針對(duì)飛行清洗過程，激光沿特定路徑移動(dòng)并精確控制激光能量輸出的應(yīng)用需求，海目星進(jìn)一步優(yōu)化了激光光路系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以獲得最寬的視場(chǎng)及更長(zhǎng)的焦距，保證在滿足飛行清洗質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)清洗速度的最大化，并且精準(zhǔn)控制激光功率、重復(fù)頻率與光斑運(yùn)動(dòng)曲線同步。
■ 在飛行清洗工裝穩(wěn)定性設(shè)計(jì)方面
海目星采用特有的緊固方式優(yōu)化產(chǎn)品與激光間的聯(lián)動(dòng)，通過旋轉(zhuǎn)清洗工裝設(shè)計(jì)，解決清洗軌跡定位易偏移問題。
■ 在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面
海目星結(jié)合自主研發(fā)的激光飛行清洗軌跡控制算法，攻克深度清洗一致性差難點(diǎn)。通過激光對(duì)清洗區(qū)域整體掃描，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算生成清洗的軌跡，清洗平臺(tái)再通過軟件進(jìn)行差補(bǔ)處理，進(jìn)一步配合振鏡的運(yùn)動(dòng)，繼而完成高一致性、高穩(wěn)定性的飛行清洗任務(wù)。
目前，海目星已實(shí)現(xiàn)圓柱電池、方殼電池全方位高穩(wěn)定的連續(xù)自動(dòng)化清洗，目前該設(shè)備可滿足粗糙度（Ra/um）＞0.55um,表面能＞54mN/m以及清洗深度2-4um的應(yīng)用需求。
“內(nèi)防”+“外防”
構(gòu)筑飛行清洗最優(yōu)除塵方案
激光束聚焦在目標(biāo)表面過程中所產(chǎn)生的能量可以有效地去除表面上的污染物和涂層，被去除的污染物和涂層會(huì)以粉塵或者碎屑的形式游離在電芯周圍，若不加以管控，易造成電芯短路起火。
為確保激光處理后表面的潔凈以及高安全標(biāo)準(zhǔn)，海目星使用除塵系統(tǒng)抽風(fēng)換氣，對(duì)工件上方游離粉塵進(jìn)行清潔，提高激光清洗穩(wěn)定性。通過對(duì)關(guān)鍵因子的DOE設(shè)計(jì)，結(jié)合流體分析工具等方法，攻克了在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碎屑、殘?jiān)入y題，為潔凈高質(zhì)量穩(wěn)定清洗提供最優(yōu)的除塵方案。
飛行清洗除塵方案
并且，為滿足市場(chǎng)對(duì)成本和效率的極限追求，海目星研發(fā)團(tuán)隊(duì)在自研激光光學(xué)系統(tǒng)的加持下，現(xiàn)已集成“毛化+脫漆”、“鋼殼與鋁殼”于一體的高效激光飛行清洗技術(shù)，解決了清洗工藝兼容難的問題，有效拓寬激光清洗工藝調(diào)整窗口，真正解決客戶在工藝、制造、品質(zhì)、成本上的痛點(diǎn)。
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以創(chuàng)新為“鑰”，識(shí)變、應(yīng)變、求變，海目星再一次敏銳捕捉新材料應(yīng)用帶動(dòng)設(shè)備升級(jí)的風(fēng)口機(jī)遇，憑借極強(qiáng)的開發(fā)創(chuàng)造力、痛點(diǎn)捕捉力，在創(chuàng)新飛行清洗領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵突破，并在提高客戶產(chǎn)線效率、增強(qiáng)成本競(jìng)爭(zhēng)力等方面持續(xù)發(fā)力。
未來，公司將持續(xù)奔跑在激光技術(shù)和鋰電智能裝備的最前沿，通過不斷加大的研發(fā)投入與不斷拓寬的市場(chǎng)布局，磨練、沉淀，鍛造更多為客戶、為行業(yè)賦能的“殺手锏”技術(shù)及工藝突破。
撰稿 | 潘鳳儀 石現(xiàn)
編輯 | 秦佳萍
設(shè)計(jì) | 周 甜
審核 | 孫曉東 馮鈿
THE END
