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WIP等静压设备在MLCC行业中的应用

发布时间:2014/12/31 11:22:06

     

         等静压设备目前已经被广泛应用于陶瓷类、金属成型,电子产品,食品等工业生产领域。以现有技术用途来看,主要分为三个大类别:1.冷静水压成型(CIP 2.热静水压成型(WIP 3.超高压加工(HIP)。其中,CIP设备主要用于陶瓷、塑胶、金属粉末等高压成型技术;HIP设备则被较多应用在食品成型及食品高压灭菌方面;而最为常见的WIP设备在电子产品制造业中被大量使用,特别是在多层陶瓷电容体(MLCC)生产中层压工艺所必不可少的生产设备。

        无论是何种类型的等静压设备,其基本原理可简单理解为利用液体为介质向产品进行加压,通过这种加压方式只会对产品均等施加正向压力(或法向压力)而不会产生切向力(请参考其原理图)从而使产品达到同等密度。由于液体介质的作用,等静压设备的最主要技术特点为各个表面受力均匀,压着效果极佳。


    等静压原理

     

    对于MLCC厂家来说,等静压工艺目前还无法通过其他设备来达到需要层压的效果。主要原因在于液体属于柔性介质,既能够提供层压工艺所必需的压力跟温度同时又可以将压合力均匀的施加在物料上。如果采用直接压合类设备,且不论能否在压合过程中提供一定温度,仅就压合力量的均匀性及高达100MPa以上的压合力度而言,完全就等同于将物料置于一个压力破碎设备之中。


        目前国内等静压设备资源比较丰富,且单纯就技术指标而言,也看似较为成熟。而在亚洲市场上较为知名的等静压设备厂商则有日本NIKKISO、韩国日新等。虽然设备原理相同,但各个厂家之间在制造工艺、设计理念、设备稳定性等方面的差异性却是相当显著。我国目前在加工工艺上完全可以与国外知名等静压设备厂商相提并论;且在交货期和维护服务方面也具备一定天然优势。但是在设计理念、设备稳定性、设备易维护性还有存有较大的进步上升空间。这也就是为何大量使用等静压设备进行生产的MLCC工厂会舍近求远,花费更多资金引进日本、韩国、台湾和美国等静压设备的原因。

     

    进口WIP设备

    众所周知,对于MLCC工厂来说,在保证品质的前提下,产能就是其利润的根本保障。所以对于设备的稳定性、易维护性之要求就相对很高。而该领域采用的热等静压设备(WIP)由于属于高温高压设备,想要达成以上两点要求,则需要设备生产厂家具备优秀的等静压机设计理念。

    通过对国内部分MLCC工厂使用热等静压设备经验的了解,WIP设备最容易出现的问题主要有:

    A. 高压泵损坏

    B. 压力容器长时间使用后密封性变差

    C. 循环管路渗漏

    D. 加热效果不佳

     

    任何一个以上问题出现,对于MLCC工厂来说损失的产能及对产品品质的影响都是不可估量的。即使有备品可以来保障,但针对以上问题的备品更换所需要的时间和对产品最终性能保证都是相当严峻的考验。

    以日本进口设备为例,在高压泵失效的情况下必须进行高压泵的更换,但过于精密的设计也带来更换备品的麻烦。基本上,更换一个高压泵最快需要半天,甚至一天。而作为核心部件,采购较多数量备品也不现实,故风险成本较高。特别是对于单价相对高昂的日本设备来说,这个问题使得其设备本身的易于维护性根本无从体现。另一方面来说,日本设备的优势在于单个零件使用寿命相对较长。但就品质管理理念出发,100%完美的工业产品是不存在的。所以必须全程考虑设备零件出现问题后的应对措施是否能够将损失降低到最低限度。对于高压泵损坏问题,韩国日新WIP设备的设计思想则显得更为巧妙。他们将两个主要核心系统整合在了一部设备上,只要通过简单的程序控制就可以切换两套系统中不同的高压

    泵工作,首先保证了在一个高压泵出现问题的情况下很快切换为另外一套系统。其次,由于两套系统可以轮换使用,随时都可以确认使用中的高压泵是否处于正常工作状态。而更换其中任何一个高压泵都不必停下设备。而在压力容器密封性,循环管路渗漏,加热效果不佳的技术问题上,日本和韩国日新WIP设备之间则并无明显差异。但日新的WIP设备较日本设备的性价比要相对高出很多。

         总之,在MLCC行业当中的WIP设备应用目前仍然是进口设备的天下。这也是由于行业对产能及产品品质保障的先天因素所决定的。我们国产WIP设备虽然也达到了一定的高度,但若要在该领域赢得一席之地还需要有针对性的在设计细节和设备工艺细节方面进行不断的探索和累积。不妨可以多多借鉴韩国日新WIP设备与日本设备的竞争中的经验,最大限度发挥自身优势。

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