新能源材料陽極板燒結(jié)解決方案：適配 3D 打印與
發(fā)布日期：2025-10-11 瀏覽次數(shù)：
隨著新能源行業(yè)對陽極板性能要求的提升，3D 打印技術(shù)因能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如鏤空流道、異形支撐）的一體化成型，逐漸成為陽極板制造的新方向。但這類特殊結(jié)構(gòu)陽極板在燒結(jié)環(huán)節(jié)面臨獨(dú)特挑戰(zhàn) —— 傳統(tǒng)燒結(jié)方案難以兼顧結(jié)構(gòu)完整性與性能穩(wěn)定性，易出現(xiàn)變形、開裂等問題。上海冠頂工業(yè)設(shè)備有限公司針對性研發(fā)的新能源材料陽極板燒結(jié)解決方案，通過定制化熱場設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化，精準(zhǔn)適配 3D 打印及復(fù)雜結(jié)構(gòu)陽極板的燒結(jié)需求，為新能源領(lǐng)域陽極板生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。
一、3D 打印與復(fù)雜結(jié)構(gòu)陽極板的燒結(jié)難題
3D 打印陽極板多采用粉末冶金工藝成型，其內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)與復(fù)雜外形，對燒結(jié)過程的溫度控制、熱場均勻性及應(yīng)力釋放提出更高要求，傳統(tǒng)燒結(jié)方案的短板逐漸凸顯：
其一，熱應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形。3D 打印陽極板的復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如薄壁、懸臂部位）受熱不均時易產(chǎn)生局部熱應(yīng)力，傳統(tǒng)燒結(jié)的勻速升溫模式無法讓應(yīng)力及時釋放，易造成結(jié)構(gòu)彎曲、塌陷，破壞陽極板的流通通道或支撐性能；
其二，多孔結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)燒結(jié)不均。3D 打印陽極板內(nèi)部的多孔設(shè)計(jì)是為了提升反應(yīng)效率，但傳統(tǒng)燒結(jié)的熱風(fēng)循環(huán)方式難以穿透多孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致內(nèi)部與表面燒結(jié)程度不一致 —— 表面過度燒結(jié)可能堵塞孔隙，內(nèi)部欠燒則降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，影響陽極板整體性能；
其三，材質(zhì)適配性不足。新能源陽極板常采用鈦基、鎳基等特殊合金材料，這類材料的燒結(jié)溫度區(qū)間窄，對氣氛控制要求高，傳統(tǒng)燒結(jié)設(shè)備的固定參數(shù)難以匹配不同材質(zhì)的特性，易出現(xiàn)氧化、成分偏析等問題，影響陽極板的耐腐蝕與導(dǎo)電性能。
這些難題的核心，在于傳統(tǒng)燒結(jié)方案未針對 3D 打印與復(fù)雜結(jié)構(gòu)的特殊性設(shè)計(jì)，無法平衡 “結(jié)構(gòu)保護(hù)” 與 “性能達(dá)標(biāo)” 的雙重需求。
二、適配性燒結(jié)解決方案的核心設(shè)計(jì)
上海冠頂?shù)男履茉床牧详枠O板燒結(jié)解決方案，從熱場定制、工藝優(yōu)化、氣氛控制三個維度突破，精準(zhǔn)匹配 3D 打印與復(fù)雜結(jié)構(gòu)陽極板的燒結(jié)特性：
（一）定制化熱場：貼合復(fù)雜結(jié)構(gòu)受熱需求
摒棄傳統(tǒng)設(shè)備的固定熱場設(shè)計(jì)，根據(jù) 3D 打印陽極板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如孔隙率、壁厚分布、關(guān)鍵部位位置）定制熱場布局：
對薄壁、懸臂等易變形部位，采用 “局部低熱流” 設(shè)計(jì) —— 通過調(diào)整加熱元件的功率分布，減少該區(qū)域的熱量輸入速率，避免局部溫度驟升引發(fā)應(yīng)力；對多孔結(jié)構(gòu)區(qū)域，優(yōu)化熱風(fēng)導(dǎo)流路徑，設(shè)計(jì)專用導(dǎo)風(fēng)板引導(dǎo)熱風(fēng)穿透孔隙，確保內(nèi)部與表面熱流均勻；同時，在爐膛內(nèi)設(shè)置多個測溫點(diǎn)，實(shí)時監(jiān)測不同結(jié)構(gòu)部位的溫度變化，動態(tài)調(diào)整熱場分布，從源頭減少受熱不均問題。
（二）梯度控溫工藝：釋放應(yīng)力保護(hù)結(jié)構(gòu)
針對 3D 打印陽極板的熱應(yīng)力問題，方案采用 “分段梯度控溫” 工藝，替代傳統(tǒng)的勻速升溫模式：
升溫階段分為 “低溫預(yù)熱 - 緩慢升溫 - 恒溫過渡” 三個階段 —— 低溫預(yù)熱階段逐步加熱，讓陽極板各部位溫度同步上升，避免溫差過大；緩慢升溫階段降低升溫速率，給多孔結(jié)構(gòu)與復(fù)雜部位的熱應(yīng)力提供釋放時間；恒溫過渡階段則針對不同材質(zhì)的特性，在特定溫度區(qū)間保持穩(wěn)定，讓陽極板內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐步致密化，減少后續(xù)冷卻時的收縮應(yīng)力。
冷卻階段同樣采用梯度降溫，避免快速降溫導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)脆化，保障陽極板的結(jié)構(gòu)完整性與韌性。
（三）精準(zhǔn)氣氛控制：匹配新能源材料特性
針對新能源陽極板的特殊材質(zhì)，方案配備可調(diào)節(jié)氣氛系統(tǒng)，根據(jù)材質(zhì)需求（如惰性氣氛、還原性氣氛）控制爐膛內(nèi)的氣體成分：
通過惰性氣體置換技術(shù)，排出爐膛內(nèi)的氧氣，防止鈦基、鎳基等材料在高溫下氧化；對需還原性氣氛的材質(zhì)，精準(zhǔn)控制還原氣體的濃度與流量，避免過度還原導(dǎo)致材質(zhì)成分變化；同時，氣氛系統(tǒng)與溫度控制聯(lián)動，在不同燒結(jié)階段調(diào)整氣氛參數(shù)，確保材質(zhì)在適宜環(huán)境下完成燒結(jié)，保障陽極板的成分穩(wěn)定性與性能指標(biāo)。
三、解決方案如何賦能新能源陽極板生產(chǎn)
該燒結(jié)解決方案不僅解決了 3D 打印與復(fù)雜結(jié)構(gòu)陽極板的燒結(jié)難題，更從生產(chǎn)效率與品質(zhì)穩(wěn)定性層面為企業(yè)賦能：
一方面，保障結(jié)構(gòu)與性能雙達(dá)標(biāo)。通過定制熱場與梯度控溫，大幅降低 3D 打印陽極板的變形率，確保復(fù)雜結(jié)構(gòu)的尺寸精度；同時，均勻的燒結(jié)效果讓多孔結(jié)構(gòu)既保持孔隙通暢，又具備足夠強(qiáng)度，陽極板的導(dǎo)電性能與耐腐蝕性能均能滿足新能源行業(yè)要求；
另一方面，提升材質(zhì)與結(jié)構(gòu)適配靈活性。方案支持根據(jù)不同 3D 打印工藝（如 SLM、EBAM）、不同復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如多流道、一體化支撐）及不同新能源材料，快速調(diào)整熱場、工藝與氣氛參數(shù)，無需頻繁更換設(shè)備或大幅改造生產(chǎn)線，適配企業(yè)多品類陽極板的生產(chǎn)需求；
此外，方案還融入智能化管控功能 —— 通過 PLC 系統(tǒng)存儲不同陽極板的燒結(jié)參數(shù)配方，下次生產(chǎn)時直接調(diào)用，減少人工調(diào)試時間，提升生產(chǎn)一致性，同時實(shí)時記錄燒結(jié)過程數(shù)據(jù)，便于后續(xù)質(zhì)量追溯與工藝優(yōu)化。
四、企業(yè)服務(wù)：貼合新能源行業(yè)生產(chǎn)需求
上海冠頂深知新能源行業(yè)陽極板生產(chǎn)的個性化需求，在提供燒結(jié)解決方案的同時，配套全流程服務(wù)支持：
技術(shù)團(tuán)隊(duì)會深入企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，了解 3D 打印陽極板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材質(zhì)特性及性能要求，針對性優(yōu)化燒結(jié)參數(shù)，提供 “一對一” 的方案定制服務(wù)；設(shè)備交付后，提供安裝調(diào)試、操作人員培訓(xùn)服務(wù)，確保企業(yè)快速掌握方案的使用要點(diǎn)；后續(xù)還會定期回訪，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)反饋調(diào)整工藝參數(shù)，保障方案長期適配生產(chǎn)需求。
如需了解該解決方案的具體應(yīng)用案例，或獲取針對自身 3D 打印陽極板的燒結(jié)方案，可通過以下方式對接：上海冠頂工業(yè)設(shè)備有限公司位于上海市嘉定區(qū)，可導(dǎo)航至企業(yè)廠區(qū)實(shí)地考察，查看方案在不同新能源陽極板上的應(yīng)用效果；也可通過搜索 “上海冠頂工業(yè)” 進(jìn)入官網(wǎng)，在 “新能源解決方案” 板塊提交需求，技術(shù)專員會在 1 個工作日內(nèi)聯(lián)系，提供方案細(xì)節(jié)與工藝咨詢。
參考文獻(xiàn)
(1) 中國有色金屬工業(yè)協(xié)會。新能源材料陽極板制造技術(shù)發(fā)展報(bào)告 (M). 北京：冶金工業(yè)出版社，2024.
(2) 王浩，劉敏. 3D 打印金屬構(gòu)件燒結(jié)工藝與性能調(diào)控 (M). 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2023.
(3) 國家能源局. NB/T 10903-2022 新能源用金屬陽極板技術(shù)要求 (S). 北京：中國電力出版社，2022.
標(biāo)簽
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