تم تحسين شكل حشية طلاء البثق لحل ظاهرة الحافة السميكة لقطعة العمود

تقنية الطلاء بالبثق المشقوق هي تقنية طلاء تنبؤية متقدمة. أثناء الطلاء ، يشكل كل السائل الذي يتم تغذيته في قالب البثق طلاءًا على الركيزة. لذلك ، يمكن التحكم بالحمل السطحي للطلاء الرطب بدقة عن طريق تغيير سرعة تغذية الملاط وسرعة الطلاء. تظهر عملية الطلاء في الشكل 1. يدخل تدفق معين من الملاط إلى التجويف الداخلي للقالب من منفذ التغذية لرأس البثق ويشكل ضغطًا ثابتًا. يتم رش الملاط أخيرًا عند المخرج المشقوق للقالب ومغطى بالرقائق المعدنية. على المادة ، يتم تجفيف الطلاء في الفرن.

أثناء عملية الطلاء ، نظرًا لخصائص السوائل للملاط ، فمن السهل تكوين ميزة على شكل نصف قمر كما هو موضح في الشكل. أثناء عملية الطلاء ، يُطلق على ظهور الزيادة المفاجئة في السُمك عند حافة قطعة العمود اسم" ؛ حافة سميكة" ؛ ظاهرة. ظاهرة الحافة السميكة هذه غير مرغوب فيها وستتسبب في مشاكل لعملية البطارية وأداء البطارية واتساقها

فيما يتعلق بخصائص مجال التدفق لطلاء البثق وظاهرة الحواف السميكة للطلاء ، تم نشر المقالة من قبل لتلخيص القراءات ذات الصلة على النحو التالي

(1) تحليل خصائص مجال التدفق لطلاء البثق الشق لقطع قطب بطارية ليثيوم أيون

(2) البثق ظاهرة حافة سميكة من قطع وحلول بطارية الليثيوم

عادة ما يتطلب طلاء قطع قطب بطارية الليثيوم أيون إنتاج قطع قطب على شكل شريط ، والتي تتم بشكل أساسي من خلال تصميم قناة التدفق بواسطة الحشية المثبتة بين رؤوس القوالب العلوية والسفلية ، وذلك لتحقيق تحضير الشريط طلاء على شكل (كما هو موضح في الشكل 2). يؤثر شكل الحشية على توزيع سرعة السائل في القالب ، ويؤثر في النهاية على شكل الطلاء ، خاصةً شكل حافة الطلاء. يمكن أن يؤدي تحسين شكل مخرج حشية الفتحة إلى تغيير اتجاه وحجم سرعة تدفق الملاط ، وتقليل حالة إجهاد ملاط ​​الحافة ، وإضعاف أو إزالة ظاهرة الحواف السميكة للطلاء. يوفر تحسين شكل الحشية في مثال هذه المقالة مرجعًا لحل ظاهرة الحافة السميكة لقطعة العمود.

Gui Hua Han et al. صممت أربعة أنواع من أشكال الحشية. باستخدام مزيج من المحاكاة الحاسوبية والتجربة ، مع أخذ السائل النيوتوني كمثال ، درسوا تأثير شكل الحشية على توزيع سرعة الملاط عند مخرج القالب ونافذة الطلاء. في الدراسة ، يتم النظر فقط في تحسين شكل القطعة الوسطى من الحشية (الشكل 2). العدائين الداخليين المطابقين لمواصفات الحشية الأربعة موضحة في الشكل 3

الحالة 1: يظل أبعاد عرض الحشية دون تغيير عند 10 مم ، ويظل البعد المقابل لكل قناة تدفق دون تغيير عند 20 مم ؛

الحالة 2: يتم توسيع عرض الحشية من 5 مم إلى 10 مم بالقرب من المخرج ثم تحافظ على عرض موازٍ ؛

الحالة 3: يتم توسيع عرض الحشية مباشرة من 5 مم إلى 10 مم عند المخرج ؛

Case4: تم تقليل عرض الحشية من 15 مم إلى 10 مم بالقرب من المخرج ثم تحافظ على عرض موازٍ.

السائل التجريبي عبارة عن محلول مائي من الجلسرين (80:20 ، بالوزن٪) ، ولزوجة 0.045 باسكال ث ، وتوتر سطحي 0.066 نيوتن / م ، وكثافة 1210 كجم / م 3.

يوضح الشكل 4 توزيع السرعة للمواصفات الأربعة للحشيات عند مخرج القالب على طول اتجاه عرض القالب الذي تم الحصول عليه بواسطة محاكاة الكمبيوتر:

الحالة 1: يظل حجم العداء دون تغيير ، والسرعة في اتجاه العرض عند مخرج القالب متوازنة نسبيًا ؛

الحالة 2: عندما تتمدد الحشية ، تتقلص قناة التدفق ، وتزداد سرعة السائل عند حافة منتصف القالب ؛

الحالة 3: عندما تتمدد الحشية ، تتقلص قناة التدفق ، وتزداد سرعة السائل عند حافة منتصف القالب ، وتكون الزيادة أكثر وضوحًا من حالة الحالة 2 ؛

الحالة 4: عندما تنكمش الحشية ، تتوسع قناة التدفق ، وتنخفض سرعة السائل عند حافة منتصف القالب.

سيؤثر توزيع سرعة مخرج القالب حتماً على سمك الطلاء. نظرًا لطبيعة ملاط ​​بطارية الليثيوم أيون نفسها ، فإن سماكة الطلاء ستؤدي بسهولة إلى ظاهرة الحواف السميكة. قمع أو حتى القضاء على ظاهرة الحافة السميكة. في الإنتاج الفعلي ، يمكنك الرجوع إلى تصميم الحشية أعلاه ، وتحسين معلمات العملية وفقًا للوضع الفعلي ، وحل ظاهرة الحافة السميكة.

يوضح الشكل 5 توزيع معدل الانفعال لسائل قناة التدفق المطابق للمواصفات الأربعة للحشيات. بالمقارنة مع (أ) ، تكون قنوات التدفق في (ب) و (ج) أوسع ، ومعدل إجهاد المائع أقل ، و (د)) قناة التدفق الكلية أضيق ، ومعدل إجهاد السائل أعلى ، و ضغط المائع أكبر أيضًا. ومع ذلك ، (ب) و (ج) و (د) تحتوي جميعها على مناطق ذات معدلات إجهاد كبيرة نسبيًا. بالنسبة لمعاجين بطاريات الليثيوم أيون غير النيوتونية ، قد تؤدي التغييرات في معدل الإجهاد إلى تغيير خصائص المعجون مثل اللزوجة.

بالإضافة إلى ذلك ، وفقًا لتحليل مجال التدفق بين القالب والرقائق ، عندما يكون مستوى السائل لقناة التدفق العلوية قريبًا من الجزء الخارجي من حافة القالب ، فمن المحتمل أن يحدث تسرب الطين (كما هو موضح في الشكل 6 أ ) ، ويكون مستوى السائل لقناة التدفق العليا قريبًا من رأس القالب عندما يخرج الجانب الداخلي من الشفة ، فمن السهل التسبب في عدم استقرار مجال التدفق وانهيار حقل التدفق (كما هو موضح في الشكل 6 ب). تم الحكم على نافذة الطلاء وفقًا لمستوى السائل في العداء العلوي ، وتم العثور على أربعة مواصفات للحشيات ، وتغير نطاق نافذة الطلاء المقابل. كما هو مبين في الشكل 7 ، تم تقليل نوافذ الطلاء للحالة 2 ، والحالة 3 ، والحالة 4 ، بما يتوافق مع عملية الطلاء المستقرة. نطاق المعلمة أصغر. إذا لم يتم تشغيل الطلاء في نافذة الطلاء ، فإن الطلاء يكون أكثر عرضة للتفاوت الواضح.

الشكل 6: رسم تخطيطي لحقل التدفق بين القالب والرقائق: (أ) يكون مستوى السائل في العداء العلوي قريبًا من الجانب الخارجي لشفة القالب ، مما يتسبب في حدوث تسرب ؛ (ب) يكون مستوى السائل للعداء العلوي قريبًا من المخرج الداخلي لشفة القالب ، وينهار حقل التدفق

الشكل 7 طلاء النوافذ المطابقة للمواصفات الأربعة للحشيات