智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室

“高性能BOPP电容膜制造关键控制技术与应用”项目获湖北省科技进步二等奖

发布时间:2016-09-01浏览次数:616

该项目由工业过程实时系统学术团队牵头,联合湖北龙辰科技股份有限公司、温岭市华航电子科技有限公司完成获得2016年度湖北省科技进步二等奖整体上达到国际先进水平。我校计算机学院教授陈建勋为该项目第一完成人,廖雪超、张凯等老师参加。

    由多层复合结构超薄电容膜(3微米以下)制造的电容器具有单位体积电容量大、微型化、可靠性高等特点,相比普通电容薄膜具有明显的电气性能和市场价格优势,在电动汽车、新型电子器件制造等新能源领域具有广泛应用。超薄型电容膜在生产制造过程中存在以下难题:1)在拉伸过程中保证纵横向厚度偏差一致性;2)宽幅大型分切机多工位收卷轴要求高速、同步和无损精切;3)真空镀膜机的导电金属镀层厚度的均匀性控制。

本项目针对现有的普通双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)生产线和设备进行技术改造,研发了超薄型BOPP高性能电容膜制造过程中的拉伸、分切、镀膜等关键控制技术,主要创新点如下:

1. 提出了基于鲁棒H∞理论的半分散重叠双向拉伸厚度控制模型,实现拉伸速度和张力的解耦控制及薄膜厚度的高精度控制,并设计了基于低谐波快速可控电抗器的母线电压稳定系统,提高了超薄电容膜的拉伸强度和表面张力,将宽幅超薄电容膜的厚度双向一致性偏差控制在±1.5%内。

2. 提出虚拟主轴技术,研发了多工位薄膜分切装置及其多轴分布式控制系统,实现了多工位无损分切及多收卷轴的高速同步性,分切精度达到±0.15mm,分切速度提高至600/分钟。

3. 研发了高速真空镀膜装置及其恒张力恒电导率控制系统,提高了金属镀层的均匀性和电容膜产品质量,将镀层厚度偏差控制在-0.5~+1.5%之间。

本项目已获得国家发明专利4件,实用新型专利6件,软件著作权5项,发表论文十余篇。经专家委员会鉴定分析,本项目在薄膜厚度、分切速度、镀层均匀性等方面的技术性能指标达到国际先进水平。

本技术已在国内多家公司得到成功应用,电容膜产品也已应用到全国各地几十家电容器生产厂商,取得直接经济效益4.89亿元。该系统具有超薄型高性能电容膜制造技术的自主知识产权,技术指标先进可靠实用,打破了国外相关生产设备技术的垄断,推动了国内超薄电容膜行业乃至类似卷带基材加工行业生产过程控制的技术进步,具有显著的经济价值、社会效益和推广应用前景。