接下来的两章解释了 MEA 和 GDL 的典型生产过程。 明天我们将介绍氢燃料电池“八大块”中的双极板加工工艺。 我们都知道双极板有石墨板、金属板、复合板等路线。 由于材料不同，加工流程完全不同。 明天先给大家讲解一下金属板双极板加工的典型工艺流程。
下面正式开始
金属板双极板结构与作用说明图
一、金属双极板工艺概述
金属双极板工艺流程图
流程说明：
碳钢原材料表面处理（涂层）-流场结构成型-分离切割-焊接-气密性测试-密封垫片加工-成品
2、金属双极板（BPP）各具体子工艺解读
1、金属板材涂层
金属薄板涂装工艺示意图
1）物料计划
碳钢板原材料（根据自行设计确定长度）、涂层靶材（此处指PVD工艺靶材）
2）PVD镀膜所需设备
输送带、板材清洗设备、真空电镀（PVD）设备、X-ray在线检测设备。
注：涂层可用渗碳钛、氮化铬、非晶碳等材料代替； 该工艺也可用物理电镀（CVD）、氮化处理、电镀等方法代替。
3）PVD加工流程
A。 首先清洁原料片的两面并检查质量。
b. 将清洁后的板材送入PVD设备的炉腔。 （真空或惰性二氧化碳工作环境）
C。 使用金、钛、铝等靶材，在炉腔内受到等离子产生的离子轰击。 目标的原子熔化，与基材（此处为原材料）相通并扩散到其表面以形成涂层。
d. 用X射线检测涂层的膜厚。
4）PVD工艺参数控制：
A。 温度：450-500摄氏度。
b. 真空压力：1x10-1-1x10-。
C。 涂层长度：0.1–6.3µm。
d. 工作时间：约2-5分钟。
5）影响质量的因素
PVD 惰性工作环境、涂层材料、基板形状。
6）质量特性
浊度和耐蚀性。
2.成型（湍流成型）
湍流结构形成工艺流程示意图
1）物料计划
前道工序电镀的金属薄板。
2）使用的设备
磨料（湍流形状）、液压成型机、输送机进料系统。 （此工序可用热压、拉伸、卷对卷成型、冲压等代替）
3）处理流程：
A。 将电镀后的薄板送入成型机并将其定位在研磨工具下方。
b. 上下夹紧模具，将料压紧。
C。 注入高压水对产品进行定型（根据模具形状）。
d. 一模多孔，可增加产值。
e. 最后，清洗成型的半双极板。
4）成型工艺参数控制
A。 成型压力：1.000-4。
b 加工时间：每模约2-10秒。
C。 通常选料长度：0.05-1mm。
d. 工作介质：水。
5）影响质量的因素
上下模合模力、成型（水）压、基材拉伸性能、流场几何规格、机器稳定性。
6）质量特性
无破损，流场均匀，产品一致性好，（湍流外观）无回弹变形。
3. 半场分板切分
半场板分离切割过程示意图
1）所需材料：
半双极板在前面的过程中形成并清洗。
2）所需设备：
输送带、激光切割机（可采用切割、剪切、远程激光等代替工艺）
3）处理流程：
A。 激光切割用于加工板材的轮廓。
b. 高能激光导致外观被切割。
C。 激光器可XY连接，可实现几何形状的加工。
d. 未镀膜的材料可实现切割（部分厂家将镀膜工序放在后续）
4）分离切割工艺参数控制
A。 工作范围：500-1。
b. 激光输出功率：500–2.000W。
C。 进给速度：壁厚0.2mm时20-300m/min（切削）
d. 加工精度：10-50µm
5）影响质量的因素
激光类型、加工精度、切割速度、激光焦点、产品污染控制。
6）质量特性
边缘无毛刺，涂层无损坏。 无变形挠度。
4、上下半板的连接处理
板材点焊工艺示意图
1）所需材料：
分开的半板在前面的过程中被切割。
2）所需设备：
机器人激光点焊机、工作台。 （可用粘接、焊接、增材制造等代替）
3）处理流程：
A。 将两个半板点焊（连接）在一起以生产双极板 (BPP)。
b. 利用聚焦的激光束形成高能量促进金属熔化产生点焊。
C。 为防止钎焊过程中材料氧化，必须在惰性环境中进行。
d. 焊缝检测工具可用于点焊质量的在线监测。
4）钎焊工艺参数控制
A。 CT（工作时间）：10-120秒/片。
b. 点焊率：
C。 激光功率：约500-。
d. 点焊材料长度：约100-250µm。
5）影响质量的因素
半板的定位和张紧，焊缝热影响区的控制，焊点的工艺温度，激光的波长，惰性工作环境的类型。
6）质量特性
元件偏斜、焊点硬度、介质紧密点焊、无粉末痕迹。
5、密度（泄漏）测试
检漏过程示意图
1）所需材料：
上道工序点焊好的双极板（BPP），测试用二氧化碳介质（空气、氮气、氦气等）。
2）所需设备：
泄漏监测器（带端板）。 （可用其他程序代替，如流量测试、超声波检查等）
3）处理流程：
A。 检查双极板是否漏电。
b. 借助检漏仪，将处理后的BPP置于真空室外，充入测试介质（如氦气等），然后检测其分压。
C。 当实验室中测试介质的分压下降时，可以使用质谱检漏仪（MSLD）来识别双极板的泄漏。
d. 在压降测试中，将空气作为测试介质送入被测对象，通过系统内气压的升高来检查其泄漏情况。
e. 泄漏试验合格的基本条件由产品要求标准确定。 通过泄漏测试后，双极板的生产就完成了。
4）测漏过程参数控制
A。 测试压力：约 1–1.5 巴。
b. CT（工作时间）：约20-60秒。
C。 测试灵敏度：3*10-/秒（空气），2x10-/秒（氢气）。
d. 测试二氧化碳：空气、氦气、氮气、氢气。
5）影响质量的因素
测试压力、泄漏计的精度、喉管的几何形状。
6）质量特性
双极板无损坏，漏电达标。
6、双极板密封处理
说明：这个过程中有很多加工方法：如涂胶、印刷、模内成型、预制件粘接等。 其实还是需要材料和工艺的匹配。
双极板密封加工工艺流程示意图
1）所需材料：
上道工序经过检漏的BPP和密封胶（可选材料很多但也需要对应加工工艺）。
2）所需设备：
印刷省砖、丝网按封口加工区制作。
3）处理流程：
A。 密封垫片可丝印彩印加工。
b. 印刷砖上的铲子将密封材料挤压到产品需求区域（丝网工艺设计决定涂胶区域）。
C。 屏幕图像区域的边缘溢出或穿透（防止污染非密封所需区域），因此屏幕设计的体验非常重要，可以通过调整图形来改善。
d. 根据材料要求的条件进行干燥固化。
4）垫片加工参数控制
A。 周期：
b. 密封长度：0.3-0.5mm。
C。 刮刀速度：50mm/sec。
5）影响质量的因素
彩印速度、印版高度（网版与承印物的宽度距离）、印刷用量。
6）质量特性
封口材料彩印区的位置精度、均匀性、干膜长度、材料固化情况。
以上过程完成了一个完整的金属双极板（BPP）
