一种用于燃料电池双极板的生产系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种用于燃料电池双极板的生产系统及方法，通过利用定制需求数据和预先配置好的双极板模型生成第一定制双极板的第一双极板生产模型，进而得到第一定制双极板的第一三维图像模型，由3D打印生产设备根据第一三维图像模型和第一双极板生产模型打印生产第一定制双极板，流程简单快捷、生产效率高且方便智能；在3D打印生产设备生产第一定制双极板的过程中，实时获取生产中的双极板的第一实时三维点云数据，根据第一实时三维点云数据生成第一实时三维图像模型，将所述第一实时三维图像模型与第一三维图像模型进行比对，得到第一比对结果；根据第一比对结果实时调整3D打印生产设备的工作参数以及时修正机器误差，从而得到更高质量的双极板。到更高质量的双极板。到更高质量的双极板。

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃料电池双极板的生产系统及方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种用于燃料电池双极板的生产系统及方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是通过电催化反应将氧化剂和还原剂的化学能直接转换成电能的装置,是一种高效、安全、清洁、灵活的新型发电技术，其中质子交换膜燃料电池因其具有效率高、功率密度大、反应温度低、无噪音、无污染等显著优点而具有广泛的应用前景，燃料电池内部主要由质子交换膜、催化层、扩散层和双极板组成，当燃料电池工作时,其内部发生下述反应过程:双极板流道中的反应气体通过扩散层向催化层扩散,在催化层内被催化剂吸附并发生电催化反应；阳极反应生成的质子通过质子交换膜传递到阴极侧,电子经外电路到达阴极,两者同氧分子反应结合成水。其中，每个双极板由两张单极板衔接而成，其中一张是阴极板、另一张是阳极板，每张阴极板和阳极板都设置有凹凸的空气流场或氢气流场或冷却液流场。
[0003]现有的双极板生产过程主要包括：1.材料准备：选择恰当的材料，通常为石墨、导电聚合物或金属等，并制备成板状或粉末状。
[0004]2.成型加工：将材料加工成所需的形状和尺寸，常用的方法有机械雕刻、压力成型、切割、铸造等。石墨板采用机械雕刻、金属板采用冷压成型更为常见。成型后形成单极板（即阴极板或阳极板）。
[0005]3.清洗处理：对单极板进行脱脂、酸洗、水洗等清洗过程，以去除杂质和表面污染物。
[0006]4.化学处理：对石墨单极板进行填充、碳化、氮化或氟化等处理，以提高其气密性、抗腐蚀性和导电性；对金属单极板进行表面涂层处理，以提高其抗腐蚀性。
[0007]6.双极板制作：将阴极板和阳极板通过激光焊接或粘接等方式组合成双极板。
[0008]现有的双极板的制造通常需要复杂的成型、层压和表面处理工艺，流程复杂，生产成本较高；而且，双极板的质量控制也比较困难，这使得双极板的使用寿命及可靠性存在问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术正是基于上述问题，提出了一种用于燃料电池双极板的生产系统及方法，通过本专利技术的方案可以使得双极板生产过程流程简单快捷、生产效率高且方便智能，并生产出更高质量的双极板。
[0010]有鉴于此，本专利技术的一方面提出了一种用于燃料电池双极板的生产系统，包括：控制终端、3D打印生产设备、物联网服务器；所述控制终端被配置为：接收双极板定制需求数据，并将所述定制需求数据发送
至所述物联网服务器；所述物联网服务器被配置为：根据所述定制需求数据和预先配置好的双极板模型，生成第一定制双极板的第一双极板生产模型；根据所述第一双极板生产模型生成所述第一定制双极板的第一三维图像模型；将所述第一三维图像模型、所述第一双极板生产模型发送至所述3D打印生产设备；所述3D打印生产设备被配置为：根据所述第一三维图像模型和所述第一双极板生产模型打印生产所述第一定制双极板；所述控制终端被配置为：在所述3D打印生产设备生产所述第一定制双极板的过程中，实时获取生产中的双极板的第一实时三维点云数据；所述物联网服务器被配置为：根据所述第一实时三维点云数据生成第一实时三维图像模型；将所述第一实时三维图像模型与所述第一三维图像模型进行比对，得到第一比对结果，并将所述第一比对结果发送至所述控制终端；所述控制终端被配置为：根据所述第一比对结果实时调整所述3D打印生产设备的工作参数以修正机器误差。
[0011]可选地，所述根据所述第一三维图像模型和所述第一双极板生产模型打印生产所述第一定制双极板的步骤，所述3D打印生产设备被配置为：从所述第一三维图像模型中识别出双极板上的第一通孔和第一流道；从所述第一双极板生产模型获取生产所述第一定制双极板的第一材料及所述第一材料的第一属性；根据所述第一通孔和所述第一属性确定生产所述第一定制双极板所要采用的第一填充件的第一填充材料和第一填充结构；根据所述第一流道和所述第一属性确定生产所述第一定制双极板所要采用的第二填充件的第二填充材料和第二填充结构；分别根据所述第一填充材料和所述第一填充结构、所述第二填充材料和所述第二填充结构打印生产所述第一填充件和所述第二填充件。
[0012]可选地，所述根据所述第一三维图像模型和所述第一双极板生产模型打印生产所述第一定制双极板的步骤，所述3D打印生产设备被配置为：从所述第一三维图像模型中识别出双极板上的第一通孔和第一流道；从所述第一双极板生产模型获取生产所述第一定制双极板的第一材料及所述第一材料的第一属性；根据所述第一通孔和所述第一属性确定生产所述第一定制双极板所要采用的第一辅助件的第一辅助材料和第一辅助结构；根据所述第一流道和所述第一属性确定生产所述第一定制双极板所要采用的第二辅助件的第二辅助材料和第二辅助结构；分别根据所述第一辅助材料和所述第一辅助结构、所述第二辅助材料和所述第二辅助结构打印生产所述第一辅助件和所述第二辅助件。
[0013]可选地，所述将所述第一实时三维图像模型与所述第一三维图像模型进行比对，得到第一比对结果，并将所述第一比对结果发送至所述控制终端的步骤，所述物联网服务器被配置为：获取所述3D打印生产设备根据所述第一三维图像模型和所述第一双极板生产模型生成的第一分层打印数据；根据所述第一分层打印数据，从所述第一三维图像模型得到第一分层三维图像模型；根据所述第一分层打印数据，确定所述第一实时三维图像模型对应的第一实时分层三维图像模型；将所述第一实时分层三维图像模型与所述第一分层三维图像模型进行比对，得到所述第一比对结果。
[0014]可选地，所述根据所述第一比对结果实时调整所述3D打印生产设备的工作参数以修正机器误差的步骤，所述控制终端被配置为：从所述第一比对结果中提取出所述第一实时分层三维图像模型相对于所述第一分层三维图像模型的第一差异点和第一差值；根据所述第一差异点和所述第一差值比对结果确定修正参数；将所述修正参数传送至所述3D打印生产设备；控制所述3D打印生产设备根据所述修正参数调整其工作参数以修正机器误差。
[0015]本专利技术的另一方面提供一种用于燃料电池双极板的生产方法，应用于一种用于燃料电池双极板的生产系统，所述用于燃料电池双极板的生产系统包括控制终端、3D打印生产设备、物联网服务器，所述用于燃料电池双极板的生产方法包括：所述控制终端接收双极板定制需求数据，并将所述定制需求数据发送至所述物联网服务器；所述物联网服务器根据所述定制需求数据和预先配置好的双极板模型，生成第一定制双极板的第一双极板生产模型；所述物联网服务器根据所述第一双极板生产模型生成所述第一定制双极板的第一三维图像模型；所述物联网服务器将所述第一三维图像模型、所述第一双极板生产模型发送至所述3D打印生产设备；所述3D打印生产设备根据所述第一三维图像模型和所述第一双极板生产模型打印生产所述第一定制双极板；在所述3D打印生产设备生产所述第一定制双极板的过程中，所述控制终端实时获取生产中的双极板的第一实时三维点云数据；所述物联网服务器根据所述第一实时三维点云数据生成第一实时三维图像模型；所述物联网服务器将所述第一实时三维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池双极板的生产系统，其特征在于，包括：控制终端、3D打印生产设备、物联网服务器；所述控制终端被配置为：接收双极板定制需求数据，并将所述定制需求数据发送至所述物联网服务器；所述物联网服务器被配置为：根据所述定制需求数据和预先配置好的双极板模型，生成第一定制双极板的第一双极板生产模型；根据所述第一双极板生产模型生成所述第一定制双极板的第一三维图像模型；将所述第一三维图像模型、所述第一双极板生产模型发送至所述3D打印生产设备；所述3D打印生产设备被配置为：根据所述第一三维图像模型和所述第一双极板生产模型打印生产所述第一定制双极板；所述控制终端被配置为：在所述3D打印生产设备生产所述第一定制双极板的过程中，实时获取生产中的双极板的第一实时三维点云数据；所述物联网服务器被配置为：根据所述第一实时三维点云数据生成第一实时三维图像模型；将所述第一实时三维图像模型与所述第一三维图像模型进行比对，得到第一比对结果，并将所述第一比对结果发送至所述控制终端；所述控制终端被配置为：根据所述第一比对结果实时调整所述3D打印生产设备的工作参数以修正机器误差。2.根据权利要求1所述的用于燃料电池双极板的生产系统，其特征在于，所述根据所述第一三维图像模型和所述第一双极板生产模型打印生产所述第一定制双极板的步骤，所述3D打印生产设备被配置为：从所述第一三维图像模型中识别出双极板上的第一通孔和第一流道；从所述第一双极板生产模型获取生产所述第一定制双极板的第一材料及所述第一材料的第一属性；根据所述第一通孔和所述第一属性确定生产所述第一定制双极板所要采用的第一填充件的第一填充材料和第一填充结构；根据所述第一流道和所述第一属性确定生产所述第一定制双极板所要采用的第二填充件的第二填充材料和第二填充结构；分别根据所述第一填充材料和所述第一填充结构、所述第二填充材料和所述第二填充结构打印生产所述第一填充件和所述第二填充件。3.根据权利要求1所述的用于燃料电池双极板的生产系统，其特征在于，所述根据所述第一三维图像模型和所述第一双极板生产模型打印生产所述第一定制双极板的步骤，所述3D打印生产设备被配置为：从所述第一三维图像模型中识别出双极板上的第一通孔和第一流道；从所述第一双极板生产模型获取生产所述第一定制双极板的第一材料及所述第一材料的第一属性；根据所述第一通孔和所述第一属性确定生产所述第一定制双极板所要采用的第一辅助件的第一辅助材料和第一辅助结构；
根据所述第一流道和所述第一属性确定生产所述第一定制双极板所要采用的第二辅助件的第二辅助材料和第二辅助结构；分别根据所述第一辅助材料和所述第一辅助结构、所述第二辅助材料和所述第二辅助结构打印生产所述第一辅助件和所述第二辅助件。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的用于燃料电池双极板的生产系统，其特征在于，所述将所述第一实时三维图像模型与所述第一三维图像模型进行比对，得到第一比对结果，并将所述第一比对结果发送至所述控制终端的步骤，所述物联网服务器被配置为：获取所述3D打印生产设备根据所述第一三维图像模型和所述第一双极板生产模型生成的第一分层打印数据；根据所述第一分层打印数据，从所述第一三维图像模型得到第一分层三维图像模型；根据所述第一分层打印数据，确定所述第一实时三维图像模型对应的第一实时分层三维图像模型；将所述第一实时分层三维图像模型与所述第一分层三维图像模型进行比对，得到所述第一比对结果。5.根据权利要求4所述的用于燃料电池双极板的生产系统，其特征在于，所述根据所述第一比对结果实时调整所述3D打印生产设备的工作参数以修正机器误差的步骤，所述控制终端被配置为：从所述第一比对结果中提取出所述第一实时分层三维图像模型相对于所述第一分层三维图像模型的第一差异点和第一差值；根据所述第一差异点和所述第一差值比对结果确定修正参数；将所述修正参数传送至所述3D打印生产设备；控制所述3D打印生产设备根据所述修正参数调整其工作参数以修正机器误差。6.一种用于燃料电池双极板的生产方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐志刚，
申请(专利权)人：北京新研创能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：