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WIP等靜壓設備在MLCC行業中的應用

發布時間:2014/12/31 11:22:06

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         等靜壓設備目前已經被廣泛應用于陶瓷類、金屬成型,電子產品,食品等工業生產領域。以現有技術用途來看,主要分為三個大類別:1.冷靜水壓成型(CIP 2.熱靜水壓成型(WIP 3.超高壓加工(HIP)。其中,CIP設備主要用于陶瓷、塑膠、金屬粉末等高壓成型技術;HIP設備則被較多應用在食品成型及食品高壓滅菌方面;而最為常見的WIP設備在電子產品制造業中被大量使用,特別是在多層陶瓷電容體(MLCC)生產中層壓工藝所必不可少的生產設備。

        無論是何種類型的等靜壓設備,其基本原理可簡單理解為利用液體為介質向產品進行加壓,通過這種加壓方式只會對產品均等施加正向壓力(或法向壓力)而不會產生切向力(請參考其原理圖)從而使產品達到同等密度。由于液體介質的作用,等靜壓設備的最主要技術特點為各個表面受力均勻,壓著效果極佳。


    等靜壓原理

     

    對于MLCC廠家來說,等靜壓工藝目前還無法通過其他設備來達到需要層壓的效果。主要原因在于液體屬于柔性介質,既能夠提供層壓工藝所必需的壓力跟溫度同時又可以將壓合力均勻的施加在物料上。如果采用直接壓合類設備,且不論能否在壓合過程中提供一定溫度,僅就壓合力量的均勻性及高達100MPa以上的壓合力度而言,完全就等同于將物料置于一個壓力破碎設備之中。


        目前國內等靜壓設備資源比較豐富,且單純就技術指標而言,也看似較為成熟。而在亞洲市場上較為知名的等靜壓設備廠商則有日本NIKKISO、韓國日新等。雖然設備原理相同,但各個廠家之間在制造工藝、設計理念、設備穩定性等方面的差異性卻是相當顯著。我國目前在加工工藝上完全可以與國外知名等靜壓設備廠商相提并論;且在交貨期和維護服務方面也具備一定天然優勢。但是在設計理念、設備穩定性、設備易維護性還有存有較大的進步上升空間。這也就是為何大量使用等靜壓設備進行生產的MLCC工廠會舍近求遠,花費更多資金引進日本、韓國、臺灣和美國等靜壓設備的原因。

     

    進口WIP設備

    眾所周知,對于MLCC工廠來說,在保證品質的前提下,產能就是其利潤的根本保障。所以對于設備的穩定性、易維護性之要求就相對很高。而該領域采用的熱等靜壓設備(WIP)由于屬于高溫高壓設備,想要達成以上兩點要求,則需要設備生產廠家具備優秀的等靜壓機設計理念。

    通過對國內部分MLCC工廠使用熱等靜壓設備經驗的了解,WIP設備最容易出現的問題主要有:

    A. 高壓泵損壞

    B. 壓力容器長時間使用后密封性變差

    C. 循環管路滲漏

    D. 加熱效果不佳

     

    任何一個以上問題出現,對于MLCC工廠來說損失的產能及對產品品質的影響都是不可估量的。即使有備品可以來保障,但針對以上問題的備品更換所需要的時間和對產品最終性能保證都是相當嚴峻的考驗。

    以日本進口設備為例,在高壓泵失效的情況下必須進行高壓泵的更換,但過于精密的設計也帶來更換備品的麻煩?;舊?,更換一個高壓泵最快需要半天,甚至一天。而作為核心部件,采購較多數量備品也不現實,故風險成本較高。特別是對于單價相對高昂的日本設備來說,這個問題使得其設備本身的易于維護性根本無從體現。另一方面來說,日本設備的優勢在于單個零件使用壽命相對較長。但就品質管理理念出發,100%完美的工業產品是不存在的。所以必須全程考慮設備零件出現問題后的應對措施是否能夠將損失降低到最低限度。對于高壓泵損壞問題,韓國日新WIP設備的設計思想則顯得更為巧妙。他們將兩個主要核心系統整合在了一部設備上,只要通過簡單的程序控制就可以切換兩套系統中不同的高壓

    泵工作,首先保證了在一個高壓泵出現問題的情況下很快切換為另外一套系統。其次,由于兩套系統可以輪換使用,隨時都可以確認使用中的高壓泵是否處于正常工作狀態。而更換其中任何一個高壓泵都不必停下設備。而在壓力容器密封性,循環管路滲漏,加熱效果不佳的技術問題上,日本和韓國日新WIP設備之間則并無明顯差異。但日新的WIP設備較日本設備的性價比要相對高出很多。

         總之,在MLCC行業當中的WIP設備應用目前仍然是進口設備的天下。這也是由于行業對產能及產品品質保障的先天因素所決定的。我們國產WIP設備雖然也達到了一定的高度,但若要在該領域贏得一席之地還需要有針對性的在設計細節和設備工藝細節方面進行不斷的探索和累積。不妨可以多多借鑒韓國日新WIP設備與日本設備的競爭中的經驗,最大限度發揮自身優勢。

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