CN204844534U - 一种碳纤维切割丝 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种碳纤维切割丝，使多线切割机可以在更高的切割速度下运行，或可以施加更高的压力，提高工作效率。在相同的张力大小要求下，切割机可以采用更细的直径的切割丝，提高待切割材料利用率成为降低加工成本。将磨料固着在切割丝表面上，切割机采用带有磨料涂层的切割丝，可直接参与切割，不再使用砂浆，其加工效率是传统的游离磨料多线切割的数倍以上，并且有效延长了切割丝的使用寿命，极大地降低了切割成本，另一方面也减少了对环境的污染。此外，本实用新型可以应用到电子工业、光电行业等领域，适用范围非常广，值得推广应用。

Description

一种碳纤维切割丝

技术领域

本实用新型涉及光伏或半导体领域中的切割丝，具体地说是一种碳纤维切割丝。

背景技术

多线切割机在制作超薄硅晶片上是非常适合的，目前，国内的光伏或半导体领域材料多线切割都是采用游离磨料多线切割。以太阳能电池的生产为例，近年来太阳能电池的生产以及组件的制造的成本都有了可观的下降，线切割的成本仍然很高，占到硅片生产成本的30％。目前所用切割丝一般是钢丝，切割钢丝又名切割钢线，是一种特制硬脆材料用于分割的线材，也是表面镀有锌铜的特种钢丝，隶属光伏耗材，用途广泛，可用于切割各种高精度硬脆产品，可充当多线锯的磨料载体。钢丝携带砂浆高速运动，它每一秒运转的速度是10米～20米。砂浆中的游离磨料在钢丝的压力和速度的带动下，对待切割材料进行研磨型加工，从而实现切割。切割钢丝的原理：凭借金属冷拉拔变形技术，使得一根1mm的钢丝线通过不同工艺工序(经过各种规格的模具)，润滑液不同浓度控制，最终达到头发丝细的，直径0.07-0.2mm左右的不同规格钢丝，可以随产品的价值及精度要求来相应调整丝径，以达到能源消耗少，产能高，质量稳定均匀的目的。高峰时，切割钢丝的人民币单价为9-12元/m，换算成重量约在10万元/吨左右，2013年降低到2.3万元/吨。

碳纤维(carbonfiber，简称CF)，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维″外柔内刚″，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，碳纤维是一种的力学性能优异的新材料。碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是钢的20倍。相同强度下同样重量的碳纤维切割丝长度可以达到钢丝的20倍。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：以生产太阳能硅片为例，由于硅片厚度对太阳能电池的光电转换效率无影响，因此提高硅材料利用率成为降低硅片加工成本的重要途径之一。切割中刀缝(切片材料损失)跟研磨砂颗粒度与切割钢丝直径有着非常重要的关系，如直径为0.140mm的切割钢丝的切片材料损失在200μm以下。为减少对待切割材料的损耗，切割丝的直径在不断缩小，只有更细的切割丝才能形成更窄的切割缝隙，减少待切割材料的损耗。同时为了加快切割速度，需要切割丝施加更高的压力和以更快的速度运行。这些都对切割丝的强度提出了新的更高的要求。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的技术问题：提供一种新型的切割丝，使多线切割机可以在更高的切割速度下运行，或可以施加更高的压力，提高工作效率。在相同的张力大小要求下，切割机可以采用更细的直径的切割丝，提高待切割材料利用率成为降低加工成本。切割机采用带有磨料涂层的切割丝，其加工效率是传统的游离磨料多线切割的数倍以上。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供一种切割丝，其特征在于：所述切割丝为碳纤维。

进一步的，所述碳纤维为连续长丝。

进一步的，所述玻璃纤维的横截面直径为0.001-1.00mm。

进一步的，所述碳纤维的横截面为圆形或近似圆形。

进一步的，所述碳纤维外表面上具有磨料涂层，所述磨料涂层包括磨料颗粒，所述磨料颗粒采用电镀或粘结方式固定在碳纤维上。

本实用新型同现有技术相比，碳纤维切割丝可以采用比相同直径的钢丝具备更高的切割速度，施加更高的压力和以更快的速度运行。在相同的张力大小要求下，可以采用直径更细的碳纤维作为切割丝，对待切割材料进行切割。将磨料固着在碳纤维切割丝表面上，可直接参与切割，不再使用砂浆，其加工效率是传统的游离磨料多线切割的数倍以上，并且有效延长了切割丝的使用寿命，极大地降低了切割成本；另一方面也减少了对环境的污染。此外，本实用新型可以应用到电子工业、光电行业等领域，适用范围非常广，值得推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为具有磨料层的碳纤维切割丝的一种实施例的横截面示意。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型做进一步的说明：

实施例一

本实用新型所采用的切割丝为碳纤维，碳纤维为连续长丝，碳纤维的横截面直径为0.001-1.00mm，优选的碳纤维的横截面直径为.050-0.150mm。碳纤维切割丝可以采用比相同直径的钢丝具备更高的切割速度，施加更高的压力和以更快的速度运行。在相同的张力大小要求下，可以采用直径更细的碳纤维作为切割丝，对待切割材料进行切割。

实施例二

参见图1，具体实施方式基本与实施例一相同，相同之处不再赘述，不同点在于玻璃纤维的外表面上的磨料涂层1002，磨料涂层1002包括粘结材料和磨料1003，优选的粘结材料为环氧树脂。磨料颗粒可以是刚玉、碳化硅、石英、氮化硼等高硬度材料中的一种或几种的组合。碳纤维切割丝可以采用比相同直径的钢丝具备更高的切割速度，施加更高的压力和以更快的速度运行。在相同的张力大小要求下，可以采用直径更细的玻璃纤维作为切割丝，对待切割材料进行切割。环氧树脂涂层有效延长了碳纤维切割丝的使用寿命，极大地降低了切割成本。

实施例三

参见图1，具体实施方式基本与实施例二相同，相同之处不再赘述，磨料涂层的粘结材料为金属材料，通过电镀的方式附着在碳纤维切割丝表面。磨料涂层有效延长了切割丝的使用寿命，极大地降低了切割成本。金属粘结材料将磨料固着在切割丝表面上，可直接参与切割，不再使用砂浆，其加工效率是传统的游离磨料多线切割的数倍以上，减少了对环境的污染。本实用新型可以应用到电子工业、光电行业等领域，适用范围非常广，值得推广应用。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.—种切割丝，其特征在于：所述切割丝为碳纤维。

2.如权利要求1所述的—种切割丝，其特征在于：所述碳纤维为连续长丝。

3.如权利要求1所述的—种碳纤维，其特征在于：所述玻璃纤维的横截面直径为0.001-1.00mm。

4.如权利要求1所述的—种切割丝，其特征在于：所述碳纤维的横截面为圆形或近似圆形。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种切割丝，其特征在于：所述碳纤维外表面上具有磨料涂层，所述磨料涂层包括磨料颗粒，所述磨料颗粒采用电镀或粘结方式固定在碳纤维上。