氫燃料電池所用的雙極板，主要采用石墨板這種材質(zhì)，其薄片結(jié)構(gòu)使其性能更佳，但同時也暴露了生產(chǎn)上的難題。成本高昂，如同巨石般沉重地壓在廠商身上，生產(chǎn)速度和產(chǎn)品質(zhì)量也承受著巨大壓力。這些問題和難點急需解決，我們究竟該如何找到突破口？

石墨板鉆孔加工的難點

石墨板的厚度僅有1.8毫米，這已是性能和薄度之間的極限。在加工過程中，如此薄的石墨板極易發(fā)生變形和松動。例如，在某個車間，工人小王經(jīng)常面臨裝夾的困擾，一旦裝夾方法稍有偏差，石墨板的變形就難以控制。這并非小事，它還可能影響到表面的垂直度等方面。此外，石墨板質(zhì)地脆弱，在鉆孔過程中，軸向力的變化會導致孔徑、垂直度和質(zhì)量無法得到保證。以2022年某企業(yè)為例，就因為這個問題，產(chǎn)生了大量的廢品。

加工現(xiàn)場，石墨板四周經(jīng)常塵土彌漫。這些粉塵附著在工件和刀具上，導致刀具磨損速度加快。有一家小工廠，由于粉塵問題，刀具磨損嚴重，工件加工后的表面質(zhì)量極差，進而影響了產(chǎn)品的合格率。

刀具材質(zhì)的選擇考量

市場上刀具材質(zhì)種類繁多。包括高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具等。陶瓷刀具和立方氮化硼刀具主要針對黑色金屬加工，不適宜用于石墨件。高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具硬度較低，在加工石墨時，刀刃容易變鈍。比如，某企業(yè)之前使用硬質(zhì)合金刀具，刀刃很快出現(xiàn)磨損，對于表面和尺寸要求較高的石墨板加工來說，這種刀具根本不適用。

金剛石刀具，包括PCD銑刀和PCD鉆頭，具備優(yōu)異的基體韌性和耐磨性能，非常適合用于石墨板的鉆孔作業(yè)。許多大型企業(yè)采用這類刀具后，加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量都得到了顯著提高。此外，PCD刀具的切削刃口完全由金剛石制成，其使用壽命和效率均優(yōu)于金剛石涂層刀具，特別適用于石墨板的銑削和鉆孔等工序。

鉆孔產(chǎn)生崩邊現(xiàn)象的原因

鉆孔時石墨容易發(fā)生邊緣破損，這讓人挺頭疼。在生產(chǎn)線上，這種情況時有發(fā)生，導致產(chǎn)品無法達標。原因是石墨質(zhì)地較軟又易碎，鉆孔時施加的軸向力較大，工件又處于懸空狀態(tài)。隨著鉆孔的深入，石墨的剛性逐漸減弱，尤其在鉆透的瞬間，剛性最弱，邊緣就更容易破損。若不解決這一難題，不僅會浪費大量原材料，還會消耗大量人力。

要解決這一問題，需從多個角度著手，例如改進夾具的安裝方法。部分企業(yè)嘗試采用新型的夾具設(shè)計，這在一定程度上降低了邊緣破損的情況。

粉塵處理問題的重要性

石墨粉塵的危害不可忽視。在所有進行石墨板鉆孔作業(yè)的車間，都必須配備高效的除塵設(shè)備。某工廠先前并未對此給予足夠重視，導致車間內(nèi)粉塵彌漫，工作人員的健康面臨風險，塵肺病例也時有出現(xiàn)。

安裝了先進的除塵設(shè)備后，不僅確保了工作人員的健康，降低了塵肺病的風險，而且提升了石墨板的表面品質(zhì)。比如，檢測結(jié)果顯示，使用除塵系統(tǒng)后，石墨板的表面粗糙度顯著減少，完全達到了生產(chǎn)要求。

刀具刃口的優(yōu)化設(shè)計

刃口優(yōu)化設(shè)計的重要性不言而喻。通過高速切削鋒刃的運用，某技術(shù)研發(fā)部門經(jīng)過眾多實驗，證實了這種設(shè)計能顯著降低切削阻力，提升加工速度。此外，該設(shè)計在特定加工環(huán)境中，還能使刀具在高速旋轉(zhuǎn)時保持更好的穩(wěn)定性。

這種改進還能確保加工尺寸更加精確，完全符合石墨板對高精度加工的標準。根據(jù)部分企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過優(yōu)化刃口的刀具所生產(chǎn)的石墨板，其尺寸誤差明顯減小。

高速加工的優(yōu)勢體現(xiàn)

高速加工代表了未來發(fā)展的趨勢。在眾多進行大規(guī)模生產(chǎn)的工廠中，這種加工方式能夠促進大量生產(chǎn)。比如，有一家大型工廠引入了高速加工技術(shù)，其日產(chǎn)量隨之大幅提升，甚至達到了原來的兩倍。

切削速度比硬質(zhì)合金刀具快兩到三倍，完全符合加工中心對高效和精度的需求。此外，這種刀具的使用壽命遠超普通硬質(zhì)合金刀具，可達數(shù)十倍，性能也相當穩(wěn)定。這樣一來，減少了刀具更換的次數(shù)，從而降低了生產(chǎn)成本。

石墨板在氫燃料電池制造過程中扮演著關(guān)鍵角色。對于這些挑戰(zhàn)及應(yīng)對之策，您有何獨到見解？期待您的點贊與評論分享。