ლითიუმის აკუმულატორების საფარის მანქანის მოძრაობის მართვის პლატფორმაზე გრანიტის განზომილებიანი სტაბილურობის გაუმჯობესების ემპირიული ანალიზი თუჯთან შედარებით.

​
ლითიუმ-იონური აკუმულატორების წარმოების პროცესში, საფარის პროცესი, როგორც ძირითადი რგოლი, პირდაპირ გავლენას ახდენს აკუმულატორების მუშაობასა და უსაფრთხოებაზე. ლითიუმის აკუმულატორების საფარის აპარატის მოძრაობის მართვის პლატფორმის სტაბილურობა გადამწყვეტ როლს ასრულებს საფარის სიზუსტეში. გრანიტი და თუჯი, როგორც ფართოდ გამოყენებული პლატფორმის მასალები, მათი განზომილებიანი სტაბილურობის განსხვავებამ დიდი ყურადღება მიიპყრო. ეს სტატია სიღრმისეულად გააანალიზებს გრანიტის განზომილებიანი სტაბილურობის მნიშვნელოვან გაუმჯობესებას თუჯთან შედარებით ლითიუმის აკუმულატორების საფარის აპარატების მოძრაობის მართვის პლატფორმაზე მასალის თვისებების, ექსპერიმენტული მონაცემებისა და პრაქტიკული გამოყენების შემთხვევების მეშვეობით.
მასალის თვისებები განსაზღვრავს სტაბილურობის საფუძველს
თუჯი, როგორც ტრადიციული სამრეწველო მასალა, ოდესღაც ფართოდ გამოიყენებოდა მოძრაობის მართვის პლატფორმების სფეროში მისი შესანიშნავი ჩამოსხმის მახასიათებლებისა და ფასის უპირატესობების გამო. თუმცა, თუჯის მასალებს აქვთ თანდაყოლილი დეფექტები. მისი შიდა სტრუქტურა შეიცავს დიდი რაოდენობით ფანტელიან გრაფიტს, რაც შიდა ბზარების ეკვივალენტურია და ამცირებს მასალის საერთო სიმყარეს. ამასობაში, თუჯის თერმული გაფართოების კოეფიციენტი შედარებით მაღალია, დაახლოებით 10-12 ×10⁻⁶/℃. ლითიუმის ბატარეის საფარის ხანგრძლივი ექსპლუატაციის შედეგად წარმოქმნილი სითბოს დაგროვების შედეგად, ის მიდრეკილია თერმული დეფორმაციისკენ. გარდა ამისა, თუჯის შიგნით ჩამოსხმის სტრესია. დროთა განმავლობაში, სტრესის გამოთავისუფლება გამოიწვევს პლატფორმის ზომის შეუქცევად ცვლილებებს, რაც გავლენას ახდენს საფარის სიზუსტეზე.

გრანიტი ბუნებრივი მასალაა, რომელიც ასობით მილიონი წლის განმავლობაში გეოლოგიური პროცესების შედეგად ჩამოყალიბდა. მისი შიდა კრისტალური სტრუქტურა მკვრივი და ერთგვაროვანია და ხასიათდება მაღალი სტაბილურობით. გრანიტის წრფივი გაფართოების კოეფიციენტი მხოლოდ 0.5-8×10⁻⁶/℃-ია, რაც თუჯის გაფართოების კოეფიციენტის 1/2-1/3-ია და ის ტემპერატურის ცვლილებების მიმართ უკიდურესად არამგრძნობიარეა. ამავდროულად, გრანიტი მყარი ტექსტურითაა, შეკუმშვის სიმტკიცით კვადრატულ სანტიმეტრზე 1,050-14,000 კილოგრამამდე. მას შეუძლია ეფექტურად გაუძლოს გარე ძალის ზემოქმედებას და ვიბრაციას, რაც მოძრაობის მართვის პლატფორმისთვის მყარ და სტაბილურ საფუძველს ქმნის. მის შიგნით თითქმის არ არის ნარჩენი სტრესი და ის არ გამოიწვევს განზომილებიან ცვლილებებს სტრესის გამოთავისუფლების გამო, რაც უზრუნველყოფს პლატფორმის განზომილებიან სტაბილურობას მასალის არსიდან გამომდინარე.
ექსპერიმენტული მონაცემები ადასტურებს შესრულების განსხვავებებს
გრანიტსა და თუჯს შორის განზომილებიანი სტაბილურობის განსხვავებების ვიზუალურად შესადარებლად, კვლევითმა ჯგუფმა ჩაატარა სპეციალური ექსპერიმენტი. შეირჩა ლითიუმის ბატარეის საფარის მანქანის ორი მოძრაობის მართვის პლატფორმა ერთი და იგივე სპეციფიკაციით, დამზადებული შესაბამისად გრანიტისგან და თუჯისგან და გამოსცადეს იმავე გარემო პირობებში. ექსპერიმენტმა მოახდინა ლითიუმის ბატარეის საფარის მანქანის რეალური სამუშაო სცენარის სიმულირება. აღჭურვილობის უწყვეტი მუშაობის შედეგად, კონტროლდებოდა პლატფორმის ზომის ცვლილებები სხვადასხვა დროს.
ექსპერიმენტული შედეგები აჩვენებს, რომ 24-საათიანი უწყვეტი მუშაობის შემდეგ, აღჭურვილობის მუშაობის შედეგად წარმოქმნილი სითბოს გამო, თუჯის მასალის პლატფორმის ზედაპირის ტემპერატურა დაახლოებით 15℃-ით გაიზარდა, რამაც პლატფორმის სიგრძის მიმართულებით განზომილება 0.03 მმ-ით გაზარდა. იმავე პირობებში, გრანიტის პლატფორმის ზომის ვარიაცია თითქმის უმნიშვნელოა და მისი ზომის რყევის დიაპაზონი 0.005 მმ-ზე ნაკლებია. 1000 საათიანი ხანგრძლივი დაძველების ტესტების შემდეგ, შიდა სტრესის მოხსნისა და თერმული დეფორმაციის დაგროვების გამო, თუჯის პლატფორმის სიბრტყის შეცდომა საწყისი 0.01 მმ-დან 0.05 მმ-მდე გაიზარდა. გრანიტის პლატფორმის სიბრტყის შეცდომა ყოველთვის 0.015 მმ-ის ფარგლებშია შენარჩუნებული და განზომილებიანი სტაბილურობის უპირატესობა აშკარაა.
შესანიშნავი მიღწევები პრაქტიკულ გამოყენებაში
ლითიუმის ბატარეების მწარმოებელი მსხვილი საწარმოს რეალურ წარმოებაში ოდესღაც გამოიყენებოდა თუჯის მოძრაობის მართვის პლატფორმები. აღჭურვილობის მუშაობის დროის ზრდასთან ერთად, საფარის სიზუსტე თანდათან მცირდებოდა, რაც იწვევდა საფარის არათანაბარ სისქეს, ბატარეის ელექტროდის ფურცლების არასაკმარის კონსისტენციას და დეფექტური პროდუქტის 8%-მდე მაჩვენებელს. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, საწარმომ ზოგიერთი აღჭურვილობის მოძრაობის მართვის პლატფორმები გრანიტის მასალებით შეცვალა.
ჩანაცვლების შემდეგ, აღჭურვილობის განზომილებიანი სტაბილურობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. ექვსთვიანი წარმოების ციკლის განმავლობაში, გრანიტის პლატფორმის გამოყენებით საფარის დამონტაჟების მანქანა ყოველთვის ინარჩუნებდა საფარის სისქის შეცდომას ±2μm-ის ფარგლებში, ხოლო დეფექტური პროდუქტის მაჩვენებელი მნიშვნელოვნად შემცირდა 3%-ზე ნაკლებამდე. ამასობაში, რადგან გრანიტის პლატფორმები არ საჭიროებენ ისეთივე ხშირ ზუსტ კალიბრაციას და მოვლას, როგორც თუჯის პლატფორმები, ისინი საწარმოებს ყოველწლიურად მნიშვნელოვნად უზოგავენ აღჭურვილობის მოვლა-პატრონობის ხარჯებსა და შეფერხების დროს და ზრდის წარმოების ეფექტურობას 15%-ზე მეტით.
დასკვნის სახით, ლითიუმის ელემენტების საფარის მანქანების მოძრაობის მართვის პლატფორმის გამოყენებისას, გრანიტი, თავისი გამორჩეული მასალის თვისებებით, მნიშვნელოვნად აღემატება თუჯის კონსტრუქციას განზომილებიანი სტაბილურობის თვალსაზრისით. მასალის ბუნების, ექსპერიმენტული მონაცემების თუ პრაქტიკული გამოყენების ეფექტების თვალსაზრისით, გრანიტი უზრუნველყოფს საიმედო გარანტიას ლითიუმის ელემენტების საფარის პროცესების მაღალი სიზუსტით და სტაბილური წარმოებისთვის. ლითიუმის ელემენტების ინდუსტრიაში პროდუქტის ხარისხის მოთხოვნების უწყვეტი გაუმჯობესებით, გრანიტისგან დამზადებული მოძრაობის მართვის პლატფორმები აუცილებლად გახდება ინდუსტრიის მთავარი არჩევანი.