01Principais desafios no corte de materiais de nova energia
O setor de nova energia envolve uma grande variedade de materiais, desde bobinas flexíveis até lâminas frágeis, de compósitos multicamadas a feltros de alta resiliência, e seu processo de corte enfrenta três dificuldades comuns: alta exigência de precisão (por exemplo, a tolerância dimensional do backsheet fotovoltaico frequentemente precisa ser controlada dentro de ±0,2mm), grande diferença nas características dos materiais (o filme adesivo EVA tende a aderir, o papel grafite tende a rachar, o feltro de aerogel tende a soltar pó), equilíbrio entre eficiência de produção em lote e vida útil da ferramenta. O corte por matriz tradicional ou corte a laser muitas vezes não consegue conciliar flexibilidade e custo, enquanto a tecnologia de corte por faca oscilante, com suas características de ausência de influência térmica, forte adaptabilidade e programação flexível, tornou-se a solução preferencial para o corte de materiais de nova energia.
Este artigo apresenta, para materiais típicos das áreas de fotovoltaica, armazenamento de energia e dissipação térmica eletrônica, parâmetros específicos de corte, pontos-chave do processo e métodos para evitar problemas, para referência do pessoal técnico de produção.
02Solução de corte de materiais de encapsulamento de módulos fotovoltaicos
Backsheet fotovoltaico (TPT/TPE/CPC)
O backsheet geralmente possui estrutura composta multicamadas (por exemplo, TPT é filme PVF + substrato PET + filme PVF), e durante o corte é necessário evitar delaminação, rebarbas e branqueamento das bordas. Recomenda-se usar faca oscilante com alimentação por fixação pneumática, velocidade de corte ajustada em 300-500mm/s, frequência de oscilação em nível médio (cerca de 8000-12000 vezes/minuto), e lâmina de corte afiada de gume único (ângulo 20°-30°). Para backsheet CPC (PVDF+PET+PVDF), como a camada de PVDF é mais dura, pode-se reduzir adequadamente a velocidade para 250-400mm/s e aumentar a pressão da faca em 0,1-0,2MPa para garantir o corte completo. Após o corte, é necessário remover os resíduos das bordas com escova ou sopro iônico, para evitar a delaminação entre camadas.
Filme adesivo EVA/POE
O filme adesivo é macio e pegajoso à temperatura ambiente, tendendo a aderir à faca e a deformar-se por estiramento durante o corte. Recomenda-se auxílio de corte a frio em baixa temperatura (temperatura ambiente controlada em 15-20°C) ou uso de lâmina com revestimento de Teflon para reduzir a aderência. A velocidade de corte deve ser rápida e não lenta (600-800mm/s), a frequência de oscilação ajustada para média-alta (12000-15000 vezes/minuto), evitando que a lâmina permaneça muito tempo sobre o material. Para o filme adesivo POE, por sua elasticidade maior, é necessário aumentar a pressão negativa da plataforma de sucção a vácuo (-0,6 a -0,8kPa) para fixar o material e evitar deslocamento. Após o corte, as bordas devem estar alinhadas e sem fios estirados, com tolerância dimensional controlada dentro de ±0,3mm.
Materiais de encapsulamento de módulos fotovoltaicos (tiras isolantes pequenas, espaçadores isolantes de barra coletora, etc.)
Esses materiais são geralmente filmes compostos de PET/PI ou compósitos de base de papel, com espessura de 0,1-0,5mm. O uso de máquina de corte de materiais auxiliares eletrônicos com múltiplos suportes de faca permite concluir de uma só vez o corte de múltiplas tiras estreitas, com aumento significativo de eficiência. Parâmetros sugeridos: velocidade 400-600mm/s, pressão da faca 0,15-0,25MPa, uso de faca circular ou faca pontiaguda, com atenção à verificação periódica do desgaste da ponta da faca (substituir ou afiar a cada 50-80 mil metros de corte). Para espaçadores adesivos com papel de liberação, pode-se ativar o modo de meia-corte, cortando apenas a camada de material e preservando o papel de liberação, facilitando a montagem posterior.
03Solução de corte de materiais de grafite e à base de carbono
Feltro de grafite, feltro de carbono
O feltro de grafite e o feltro de carbono são entrelaçados a partir de fibras de carbono, com textura solta e propensa a liberar pó; durante o corte há muita poeira e as bordas tendem a desfiar. Recomenda-se usar lâmina de vibração ultrassônica ou lâmina de oscilação de alta frequência, em conjunto com um dispositivo de coleta de pó dedicado (pressão negativa ≥-1,5kPa) para aspirar o pó em tempo real. Velocidade de corte de 150-300mm/s, frequência de oscilação de 15000-20000 vezes/minuto, e a lâmina deve ser de gume serrilhado ou gume ondulado para reduzir o arrasto das fibras. Para feltros com espessura superior a 10mm, recomenda-se adotar corte em camadas (profundidade de 3-5mm por camada) ou o processo de duas lâminas sincronizadas, evitando que o corte completo em uma única passagem cause o colapso das bordas. Após o corte, pode-se usar selagem térmica das bordas (temperatura de 120-150℃) para evitar o desprendimento das fibras.
Papel de grafite
O papel de grafite (espessura de 0,05-0,5mm) é muito frágil, propenso a rachaduras e quebras nas bordas. Deve-se usar lâmina afiada de ponta fina (ângulo de 15°-20°), velocidade de corte de 200-400mm/s, frequência de oscilação de 8000-10000 vezes/minuto, e adotar baixa pressão da lâmina (0,05-0,1MPa) para reduzir o impacto. Recomenda-se usar feltro ou almofada de PVC macio na mesa de trabalho para amortecer a pressão da ponta da lâmina. Para formas complexas, pode-se ativar a função de acompanhamento tangencial para garantir que os cantos não quebrem. Se o papel de grafite tiver adesivo de suporte, atenção para o fato de que a camada de adesivo pode grudar na lâmina durante o corte; a lâmina pode ser limpa periodicamente com etanol anidro.
Filme condutor térmico de grafeno, dissipador de calor de grafite
O filme condutor térmico de grafeno (espessura de 10-100μm) e o dissipador de calor de grafite (espessura de 0,1-1mm) geralmente possuem uma camada protetora de filme de liberação de PET; durante o corte, deve-se evitar riscar a superfície. Recomenda-se usar uma máquina de corte com visão ampla, identificando os pontos de marcação no material por meio de alinhamento CCD, garantindo precisão de corte de ±0,1mm. Parâmetros de corte: velocidade de 300-500mm/s, frequência de oscilação de 10000-12000 vezes/minuto, lâmina ultrafina (espessura de 0,3mm), pressão da lâmina de 0,1-0,15MPa. Para o dissipador de calor de grafite, se for necessário cortar furos de formato irregular, pode-se adotar o processo de perfurar primeiro e depois cortar, reduzindo a concentração de tensões quando a ponta da lâmina pressiona. Atenção: durante o corte, deve-se evitar que o atrito entre a superfície do material e a mesa cause riscos; pode-se cobrir a mesa com uma película protetora.
04Solução de corte de tecidos condutores e folhas metálicas
Tecido condutor
O tecido condutor (fibra de poliéster revestida com níquel-cobre) é comumente usado para blindagem eletromagnética; durante o corte, deve-se garantir que as bordas não desfiem e não exponham o substrato. O uso de lâmina de corte a quente (temperatura de 180-220℃) pode realizar simultaneamente o corte e a selagem das bordas, com velocidade de 200-300mm/s e pressão da lâmina de 0,2-0,3MPa. Se for adotado corte a frio, deve-se usar gume serrilhado em conjunto com adsorção de alta pressão negativa (acima de -0,8kPa) para evitar o deslocamento das fibras. Para tecido condutor com adesivo de suporte, recomenda-se cortar primeiro e depois remover o papel de liberação, evitando que a camada de adesivo contamine a lâmina.
Folha de cobre/folha de alumínio
Folha de cobre (espessura 0,01-0,1 mm) e folha de alumínio (0,02-0,2 mm) têm textura macia e enrugam facilmente. Recomenda-se usar plataforma de sucção a vácuo em conjunto com rolete de pressão com escova para garantir a planicidade do material. Velocidade de corte 400-600 mm/s, frequência de oscilação 6000-8000 vezes/minuto, use lâmina de fio único (ângulo 30°), pressão da lâmina 0,1-0,2 MPa. Para folha de cobre ultrafina (<0,02 mm), pode-se colocar uma camada de filme de liberação PET sob o material, cortando apenas a folha de cobre sem danificar o filme de base, facilitando a coleta. Atenção: ao cortar folha de alumínio, facilmente se produzem aparas de alumínio, sendo necessário limpar a mesa com aspirador a cada 2 horas.
05Plano de corte de materiais de isolamento térmico e vedação
Placa de mica
A placa de mica (espessura 0,1-5 mm) tem dureza relativamente alta e é quebradiça, lascando facilmente nas bordas durante o corte. Recomenda-se usar lâmina de metal duro, velocidade de corte 200-300 mm/s, frequência de oscilação 12000-15000 vezes/minuto, pressão da lâmina 0,3-0,4 MPa. Para placas de mica com espessura >2 mm, pode-se adotar corte progressivo com múltiplas passadas (profundidade de 0,5-1 mm por passada), evitando que o corte em uma única passada cause fragmentação das bordas. A mesa de trabalho deve ser plana; recomenda-se usar placa de PVC rígido como base de sacrifício.
Manta de isolamento térmico de aerogel
A manta de aerogel (espessura 1-10 mm) é leve, solta muito pó e tem fibras frágeis. Durante o corte, é necessário manter a extração de pó ligada durante todo o processo (pressão negativa ≥-2 kPa) e usar lâmina ultrassônica ou lâmina de oscilação de alta frequência (frequência 18000-22000 vezes/minuto), velocidade 100-200 mm/s. Use lâmina plana afiada, pressão da lâmina 0,1-0,15 MPa. Para reduzir a dispersão de poeira, pode-se umedecer levemente a superfície do material com neblina de água antes do corte (atenção: aplicável apenas a mantas de aerogel não absorventes). Após o corte, as bordas podem ser levemente seladas por fusão com pistola de ar quente (temperatura 200-250 °C), mas o tempo deve ser controlado para evitar a contração do material.
Lã de isolamento térmico, juntas de vedação
Ao cortar lã de isolamento térmico (fibra de vidro ou fibra cerâmica), é necessário evitar a dispersão de fibras; recomenda-se usar lâmina serrilhada em conjunto com câmara de corte fechada, velocidade 150-250 mm/s, frequência de oscilação 10000-12000 vezes/minuto. As juntas de vedação (borracha, amianto, isento de amianto, etc.) devem ser ajustadas conforme a dureza: juntas macias (dureza <70 Shore A) com lâmina pontiaguda em baixa velocidade (200-300 mm/s); juntas duras (>80 Shore A) com lâmina circular e pressão da lâmina aumentada para 0,3-0,5 MPa. Para juntas com adesivo de suporte, pode-se ativar o modo de meio corte para preservar o papel de liberação.
06Plano de corte de filme PI/PET
Os filmes de PI (espessura 0,025-0,25mm) e os filmes de PET (0,012-0,5mm) são materiais de base para isolamento eletrônico e circuitos flexíveis. Durante o corte, é necessário garantir bordas sem rebarbas e sem deformação por estiramento. Recomenda-se o uso de faca oscilante, velocidade de 500-800mm/s, frequência de oscilação de 15000-18000 vezes/minuto, com lâmina ultrafina (espessura 0,2-0,3mm) e pressão da faca de 0,1-0,15MPa. Para filmes de PI, por serem mais frágeis, pode-se reduzir adequadamente a velocidade para 400-600mm/s e adotar trajetórias de corte com pequenos raios de canto (raio ≥0,5mm) para evitar concentração de tensões. Para filmes de PET, caso seja necessário cortar padrões de alta precisão, pode-se ativar o sistema de alinhamento visual, garantindo precisão de repetição de posicionamento de ±0,05mm. Após o corte, recomenda-se o uso de barra de vento iônico para eliminar a estática e evitar que o filme atraia poeira.
07Pontos gerais do processo e solução de problemas
Seleção e manutenção da ferramenta
- Ângulo da lâmina: materiais finos e macios (EVA, PET) usar 20°-30°; materiais duros e frágeis (mica, papel grafite) usar 15°-20°; materiais fibrosos (feltro de carbono, tecido condutivo) usar fio dentado.
- Ciclo de substituição: com base na metragem de corte, geralmente verificar o fio da lâmina a cada 100-150 mil metros para filme de PET, a cada 20-30 mil metros para feltro de carbono e a cada 50-80 mil metros para papel grafite.
- Limpeza: limpar a lâmina com etanol anidro a cada turno para remover resíduos de adesivo.
Problemas comuns e soluções
- Rebarbas nas bordas: verificar a nitidez da lâmina, reduzir a velocidade de corte em 10%-20% ou aumentar a frequência de oscilação.
- Deslocamento do material: aumentar a pressão negativa da adsorção a vácuo (para acima de -0,8kPa) ou aumentar o número de rodas de pressão.
- Corte incompleto: aumentar a pressão da faca em 0,05-0,1MPa ou reduzir a velocidade; verificar se a placa de base está excessivamente desgastada.
- Contaminação por poeira: reforçar a pressão negativa de coleta de poeira; para feltro de carbono e feltro de aerogel, usar câmara de corte fechada.
Controle de precisão
Para materiais com alta exigência de precisão, como backsheets fotovoltaicos e filmes de grafeno, recomenda-se inspecionar as dimensões da primeira peça de cada lote com máquina de medição por imagem 2D e calibrar periodicamente a precisão de posicionamento dos eixos X/Y do equipamento (uma vez por mês). Controlar a temperatura ambiente em 20±5°C e a umidade em 40%-60%, evitando que a dilatação térmica do material afete a estabilidade dimensional.
08Conclusão
O corte de materiais de nova energia não tem uma solução única; é necessário ajustar flexivelmente os parâmetros do equipamento e a trajetória do processo de acordo com as características do material, espessura e requisitos de precisão. A tecnologia de corte por faca oscilante, com suas vantagens de corte a frio, ampla adaptabilidade e programação flexível, aliada a módulos auxiliares como alinhamento visual, adsorção a vácuo e sistema de coleta de poeira, é capaz de cobrir a grande maioria dos materiais de nova energia, desde backsheets fotovoltaicos até filmes de grafeno. Recomenda-se que as empresas, ao selecionar equipamentos, priorizem máquinas com funções de expansão de múltiplas bases de facas e gerenciamento de receitas de parâmetros, para alternar rapidamente entre modelos de produtos e aumentar a flexibilidade da linha de produção.
