【专利解密】高测股份提出复合型棒体切割方案 充分发挥切割线的切割能力

【爱集微点评】高测股份发明的棒体切割系统及方案，该方案对棒体进行的切割是复合切割，既包括切割段切割又包括电火花放电切割，棒体的切割方式得到改善，切割线的切割能力可以充分发挥，因此切割效率较高。

集微网消息，目前，随着社会对绿色可再生能源利用的重视和开放，光伏太阳能发电领域越来越得到重视和发展。在光伏发电领域中，通常的晶体硅太阳能电池是在高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的棒体后通过线锯切割而成，即线切割技术。

线切割技术是目前世界上比较先进的开方加工技术，它的原理是通过高速运动的金刚线对待加工工件（例如棒体、蓝宝石、或其他半导体硬脆材料）进行摩擦，切出方棒，从而达到切割目的。线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割相比具有效率高、产能高、精度高等优点。

然而面对日益成熟的光伏行业，现有的棒体切割系统已经无法满足其对硅片的要求。因此，为了提高切割的效率，高测股份在2022年5月31日申请了一项名为“棒体切割系统”的发明专利（申请号：202210607615.5），申请人为青岛高测科技股份有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为该专利申请的棒体切割系统的切割示意图，该结构中主要包括有：棒体固定机构、线切割机构和进电机构。棒体固定机构用于固定待切割的棒体11；线切割机构具有单根的切割线12，切割线在往复运动中用于对棒体进行切割的部分为切割段121；进电机构主要包括脉冲电源21，脉冲电源的正极连接棒体，脉冲电源的负极连接切割线。

其中，线切割机构和棒体固定机构能够相对运动，以使切割段沿棒体的轴向方向进行切割，且脉冲电源、切割段和棒体形成放电回路对棒体进行电火花放电切割。这种复合切割既包括切割段切割又包括电火花放电切割，棒体的切割方式得到改善，切割效率和精度都较高，并且对线切割机构的切割段的切割力要求较低，也使得棒体切割表面质量较高。

传统的金刚线切割方式在硅锭开方的过程中存在明显的鼓型误差，造成尺寸精度缺失。现阶段为了避免鼓型误差造成的硅料加工损失，通常留有一定的加工余量，造成后道磨削工序材料去除量过大，不仅影响磨削加工效率，也会造成经济性损失。而该方案中发明的复合切割的放电作用对电镀金刚线的磨粒有自锐作用，切割线的切割能力可以充分发挥，加工余量可以留得更小。

如上图，为上述系统中具有四个切割段的棒体切割系统的线切割机构和进电机构的示意图。该线切割机构包括：线锯安装架31、切割轮32以及用于导电的进电导轮221。每段切割段都对应着一对切割轮，一对切割轮间隔固定在线锯安装架处，切割线在一对切割轮之间形成一段切割段。

切割轮为绝缘的切割轮，一对切割轮的轴向方向和棒体的轴向方向垂直，一对切割轮的轴向方向为垂直于纸面的方向。这样，切割段对棒体进行切割时，切割段在切割轮的轴向方向受到力的作用，而在切割段的走线方向受到的力的作用较小，切割对切割线的走线方向影响极小。

而用于导电的进电导轮，其与脉冲电源的负极相连接，进电导轮设置在线切割机构的切割线走线形成的线网的外侧，且与切割线接触。脉冲电源设置在静止的棒体切割系统机座上，脉冲电源的负极连接进电导轮，这样进电导轮就能带负极电。因此，该方案不需要对线切割机构本身进行改进，只需要将进电导轮设置在切割线走线形成的线网的外侧，与切割线接触即可。

最后，如上图，为该棒体切割系统的进电机构中进电总成的示意图，进电总成包括支撑座222、进电导轮221和限位座223。支撑座固定在线锯安装架与切割轮相背的一侧；进电导轮预留的轴孔和支撑座预固定的安装轴之间实现轴孔连接，以使进电导轮能够绕安装轴转动；限位座安装在安装轴的端部，且进电导轮位于支撑座和限位座之间。

支撑座固定在线锯安装架与切割轮相背的一侧，而切割轮安装在线锯安装架处，实现了切割轮和进电导轮位于线锯安装架相背的两侧，从而减少了切割轮所在的切割区在切割硅棒时产生的粉末对进电导轮的污染。

以上就是高测股份发明的棒体切割系统及方案，该方案对棒体进行的切割是复合切割，既包括切割段切割又包括电火花放电切割，棒体的切割方式得到改善，切割线的切割能力可以充分发挥，因此切割效率较高。

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（校对/赵月）