硅碳棒多線線鋸的綠色工藝參數(shù)優(yōu)化
硅碳棒經(jīng)多線線鋸線網(wǎng)準(zhǔn)備與切割預(yù)備、裝載硅碳棒、熱機(jī)、線鋸切片、取片等工步后,還需要對(duì)制造得到的太陽能級(jí)光伏硅片進(jìn)行清洗,檢驗(yàn)和分級(jí)。光伏硅片檢驗(yàn)的主要指標(biāo)有表面粗糙度、硅片的總厚度偏差(TTY)、硅片的翹曲度(Warp和硅片的亞表面損傷層厚度,這些指標(biāo)是硅片最后分級(jí)(優(yōu)等品、合格品和不合格品)的主要依據(jù)。硅碳棒多線線鋸綠色工藝評(píng)價(jià)體系中加工質(zhì)量(Q)包含的內(nèi)容如圖2-8所示。
分析硅碳棒多線線鋸工藝流程與加工效率(T)、加工成本(C)、資源消耗(R)、能源消耗(N)和社會(huì)效益(S)之間的關(guān)系,得到硅碳棒多線線鋸綠色工藝評(píng)價(jià)體系下加工效率評(píng)價(jià)、加工成本評(píng)價(jià)、資源消耗評(píng)價(jià)、能源消耗評(píng)價(jià)和社會(huì)效率評(píng)價(jià)。硅碳棒多線線鋸綠色工藝評(píng)價(jià)體系如圖2-9所示。
硅碳棒多線線鋸綠色制造決策目標(biāo)。
硅碳棒多線線鋸綠色工藝目標(biāo)就是從工步Steel(確定多線切割種類)到工步Step9(取片)結(jié)束,在光伏硅片切片工藝階段,選擇合適的工藝要素和工藝參數(shù)使線鋸過程中硅片的加工質(zhì)量(Q)最好、單位硅片加工效率(T)最高、單位硅片的加工成本(C)最低、單位硅片資源消耗(R)最少、單位硅片能源消耗(N)最省、單位硅片環(huán)境影響(E)最小和社會(huì)效益(S)最優(yōu)。建立硅碳棒多線線鋸評(píng)價(jià)體系的目的是為了獲得全面、準(zhǔn)確的綠色工藝評(píng)價(jià)指標(biāo),從而為硅碳棒多線線鋸綠色工藝評(píng)價(jià)和綠色工藝參數(shù)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
硅碳棒多線線鋸綠色工藝評(píng)價(jià)基礎(chǔ)來源于綠色制造決策目標(biāo),即在硅碳棒多線線鋸工藝過程中,所加工的硅片質(zhì)量最優(yōu)、成本最省、效率最高、資源利用率最高、能源結(jié)構(gòu)最合理,同時(shí)環(huán)境影響最小、社會(huì)滿意度最高。綠色工藝評(píng)價(jià)值與多線線鋸工藝要素(參數(shù))密切相關(guān)。它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系是由離散的工藝要素(參數(shù))集合與對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)值組成的集合。硅碳棒多線線鋸綠色工藝評(píng)價(jià)采用綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)備選工藝方案集進(jìn)行分析、計(jì)算、排序,最終確定硅碳棒多線線鋸綠色工藝評(píng)價(jià)值最高的工藝要素(參數(shù))組合。評(píng)價(jià)值越大,表明該工藝方案的綠色度最好。工藝要素(參數(shù))與對(duì)綠色工藝評(píng)價(jià)值是離散映射集合,把工藝要素(參數(shù))集合的離散問題轉(zhuǎn)化為在工藝要素(參數(shù))連續(xù)取值范圍內(nèi)通過擬合最優(yōu)數(shù)學(xué)模型是求解硅碳棒多線線鋸綠色工藝要素(參數(shù))最優(yōu)解的關(guān)鍵。
硅碳棒多線線鋸切片工藝流程為:Step 1確定多線切割種類、Step2更換放線輪、Step3準(zhǔn)備線網(wǎng)與切割預(yù)備、Step4裝載硅碳棒、Steps熱機(jī)、Step6多線線鋸Step7移除舊線、Step8冷卻棒、Step9取片。多線線鋸工藝流程中,首先確定線鋸種類,采用游離砂漿還是固結(jié)金剛石多線線鋸硅碳棒;更換收放線輪時(shí),選擇合適直徑的鋼線;在準(zhǔn)備線網(wǎng)和切割預(yù)備時(shí),設(shè)定走線速度、進(jìn)給速度和利用張力控制系統(tǒng)調(diào)整鋼線張力;多線線鋸時(shí),走線速度、進(jìn)給速度和鋼線張力直接影響線鋸工藝過程和硅片加工質(zhì)量。硅碳棒多線線鋸切片工藝與工藝參數(shù)相互影響如表2-4所示。線鋸種類、線鋸速度、工件進(jìn)給速度、鋼線張力和鋼線直徑為硅碳棒多線線鋸過程中的關(guān)鍵工藝參數(shù)。zsrider.com
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