用于制造燃料電池雙極板的雙步液壓成型工藝

用于制造燃料電池雙極板的雙步液壓成型工藝

刊名：The International Journal of Advanced Manufacturing Technology（英）

刊期：2016年第1-4期

作者：Mohammadtabar N

編譯：趙前

雙極板是在燃料電池中質(zhì)量大和成本高的主要部件之一。雙極板一般通過(guò)如沖壓、橡膠墊成型、電磁成型和液壓成型等不同工藝制造，但每一種工藝都具有其自身的特定限制，而液壓成型被認(rèn)為是加工復(fù)雜圖案雙極板的實(shí)用方法。

雙極板流場(chǎng)模式包括平行、銷型、交叉型和蛇形模式。開槽交叉蛇形流場(chǎng)的形成是非常困難的，這是因?yàn)槠漭^高的幾何復(fù)雜性和流動(dòng)模式精度，狹縫之間的距離以及板材厚度都非常小。為了解決這個(gè)問(wèn)題，提出了雙步液壓成型工藝，即在凹模上的初始液壓成型工藝和在凸模上的最終液壓成型工藝。通過(guò)有限元模擬和試驗(yàn)研究的結(jié)果表明，雙步液壓成型工藝是用于制造具有開槽交叉蛇形圖案的質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池金屬雙極板的可行技術(shù)。

采用雙步液壓成型工藝可解決單步液壓成型工藝形成復(fù)雜圖案較難的問(wèn)題。在本研究中，使用凹模作為預(yù)成型模，可以在一定程度上形成雙極板，然后將雙極板放置在凸模上，用來(lái)加工一些微小的通道。在成型之后，記錄填充百分比、厚度分布和期望流場(chǎng)形狀等參數(shù)，然后將雙步液壓成型結(jié)果與單步液壓成型結(jié)果進(jìn)行比較。分析結(jié)果表明，采用雙步液壓成型工藝后成型模腔的深度和填充百分比顯著提高，該工藝是制造具有均勻厚度且沒(méi)有任何破裂的蛇形結(jié)構(gòu)的有效方式。