层压机

用于工业等领域的设备

层压机是指把多层物质压合在一起的机械设备，英文名为multi-daylight press，laminating machine。

基本信息

中文名：层压机

英文名： multi-daylight press，laminating machine

动压板和定压板之间装有浮动压板的一种压机，即指带有三个或三个以上热压板的压机。

制造太阳能电池组件所需的一种重要设备，是把EVA、太阳能电池片、钢化玻璃、背膜（TPT、PET等材料）在高温真空的条件下压成具有一定刚性整体的一种设备。

层压机是片式多层陶瓷电容器专用生产设备之一，其功能是应用水均匀传递压力的原理，通过给密封容器内的水加压，形成一个高压系统，对置于水中的电容巴片均匀地施加压力，使之结构致密，表面平整，满足生产工艺要求。

工艺过程及原理

将配好的瓷介浆料按工艺要求注在流延机的钢带上，通过流延烘干脱膜后，成为电容器介质材料（瓷介薄膜）；然后利用精密叠层丝网印刷技术，在瓷介薄膜上反复叠层印刷内电极，每叠一层都经过压台加压然后印刷，成为元件巴块。

为了使巴块结构致密，将巴块装在塑料薄膜袋内，抽真空后封好，置于容器内的热水中，将容器密封加压至30Mpa以上，元件在水中均匀受压后本身疏松的结构变得均匀致密，保证了元件电气性能指标的一致性，有效地提高产品的质量。

无论层压机应用于哪种作业，其工作原理都是相同的。那就是在多层物质的表面施加一定的压力，将这些物质紧密地压合在一起。所不同的是根据层压的目的不同，压合的条件各不相同。

层压工艺装备设计要领

层压工艺中的关键之处是压力的控制。压力越大，产品质量越好。具体要求是：压力上升要平稳，压力控制精度要高，恒压时间要准确控制，产品在各个方向的受压均匀。为满足层压工艺及产品生产要求，设备的主体设计应包括装卸料系统、加热系统、压力系统和保护系统四大部分。根据以上构思，设计层压机的工作流程为（见右图）：

1）加热容器内的水使其达到某一恒定温度；

2）产品装载，密封压头下降；

3）设定工作压力、恒压时间，并进行施压和保压；

4）保压完成后自动卸压；

5）密封压头上升，取出产品。

主要技术指标

工作压力：常压~35Mpa

升压时间：15min(由常压升至35 Mpa)

压力控制精度：±0.3 Mpa

控温精度: ±2℃

控温范围：室温~80℃

升温时间：≤60分钟（由室温上升至80℃）

结构及功能

层压机的结构系统主要有装卸料系统、加热系统、压力系统和保护系统四部分。

装卸料系统

装卸料系统由密封压头、载料架、储油罐、油缸、电磁阀等组成。其功能主要是：以气-液装置为转换动力，将承载产品的密封压头提升和下降。密封压头的升降动作由手动换向阀控制。系统升降平稳而垂直，有利于密封压头与密封容器之间的合拢与密封。

加热系统

加热系统由测量元件、控制器、加热器组成。其功能是对容器内的水进行升温和恒温控制，热量通过水传导到受压的电容巴片上使其均匀受热。巴片受热变软，既有利于压缩，又可避免受压产生裂痕。

发热元件是包裹在密闭容器外表面的不锈钢电热板，通电后电热板发热，将热量传导给容器内的水使其升温。在实用中为确保水温能达到工艺要求，通常在投料前进行加热，并配以温度探测仪器直接测量水温。在工作时容器是在高压密闭状态的，水温的高低只能通过智能数显温控仪来测量、控制。温度测量元件不能直接测量到容器内的液体温度，只能采取间接的测量方式，因此要求在元件的选用和安装上都要力求减少测量的误差和控制的滞后。

压力系统

压力系统由压力变送器、压力控制仪表、增压泵、手动阀、气动阀等构成。其功能主要是：压力变送器检测到密封容器内的压力大小，将压力值转变为4~20毫安的标准信号，传送到压力控制仪表的信号输入端。

压力控制仪表是压力系统的的控制核心，它接受压力变送器传来的压力信号，根据接收到的压力信号大小控制输出。

压力控制仪表输出的信号控制一套增压组件，系统通过增压组件给密闭容器内部加压。

增压组件是较为复杂和关键的部件，是由电磁阀和增压泵组成。通过增压泵不断地向密闭容器内注入水使容器内部的水压不断上升直至达到压力设定值。

当压力达到设定值后增压泵停止工作，系统进入封闭和恒压的状态，并开始计时。在恒压过程中系统可以自动补偿压力的下降，使压力能恒定在较为精确的范围。

当系统恒压计时结束后，压力控制仪表发出泄压信号，控制泄压的气动阀动作，使密闭容器内的水向外泄出，容器内的压力随之而下降。

保护系统

保护系统包括升降动作、加热、加压等的保护。

（1）产品装载处设置有安全门微动开关，只有安全门关闭后，设备才能开始运行。

（2）当密封压头下降到适当位置时，触动行程开关，利用四只气缸同时动作锁缸，同时分别触动四只行程开关，才接通增压系统开始增压。

（3）加热保护方面设置了超温、欠温报警。

（4）水压表本身带限压功能，可调节表盘上的限位指针确定限压值范围。如在规定的时间内不能升至设定值下限或任何时候压力超过设定值上限时，警报铃报警。

（5）如在加压中，外界突然断电，该机所有电控阀会全部置向断电状态，使气缸不按预设的程式动作，会带来损坏机件的危险。为此，本机设有断电保护阀，保证封头在突然断电时不升起。经处理确定安全后，如要升起密封压头，在机右侧有一个手动气阀，转动它，即可将密封压头升起。正常工作时，该阀置于关闭状态。

（6）加压保护方面设置了由仪表监控的超压报警。压力超过报警压力值时压力控制系统自动泄压。压力控制系统内还安装有防爆片，如果系统压力超过防爆片的防爆压力值，防爆片会破裂使系统压力下降。

层压机的使用及日常维护

层压机的使用

1.合理选择层压机在选择层压机时，第一要考虑的因素就是层压机面积。要选择一个兼容性强的面积，同时考虑开盖方式，外观等。尽可能一机多用。选择完毕后，在生产厂家指导下进行安装调试，进入正常生产使用。

2.层压机进入工作状态自检完成后，层压机可以进入工作状态。

3.操作程序：按真空泵开按钮------检查工艺参数------检查温度是否到达设定值------检查工作状态是自动还是手动，要设定自动状态------检查真空泵是否缺油------放入待层压组件------合盖------检查真空度------取出组件------检查组件。在确保所有过程正常的情况下，层压机进入正常的工作状态。

4.层压机停机：层压机停机时要求关断一切电源。为确保不被非操作人员误操作，可将紧急按钮纳入关机范围。操作程序如下：真空泵关------合盖（盖不要合严）------加热关------电源关------按紧急按钮------关总闸或：按紧急按钮------关总闸。

5.层压机停放一段时间后的使用方法：层压机停放一段时间后，要按正常程序启动，不要放入电池板，先空机运行两个循环，将机内吸附的水汽排除干净后方可正常使用。

层压机的维护

1.正常使用玻璃布

在层压机销售中，厂家总是要在层压机内放置两张不粘布。是提醒使用厂家不粘布在生产中的重要性。不粘布的作用是隔离融化后的EVA粘在上室橡胶板和层压机加热板上。一旦EVA粘在橡胶板和加热板上，将很难除掉。

正确的使用方法是：在一台层压机上至少配备4张不粘布。每次使用完毕，不要马上重复使用，而是要放在一边等不粘彻底冷却下来后，再将不粘布上的EVA彻底清除干净，使不粘布一直保持原有色彩。若不能将不粘布上的EVA彻底清除干净，这些EVA再次使用时会粘在电池组件玻璃上。这时的EVA无论用什么清洗都会在玻璃上留下EVA颗粒。电池板在户外使用时，这些EVA颗粒会重新溶化粘在玻璃上。并吸附玻璃上的灰尘。这些灰尘无法被除去。有时灰尘会挡住电池片，会形成长期的热斑效应。

2.正确使用边框的密封材料

电池板加装边框时需要使用密封胶。有的单位将EVA条压在边框的凹形槽内进行密封。并用电吹风将EVA融化。若使用EVA做边框密封，请一定要将加装边框后的电池板放入固化炉中进行固化。否则在户外使用时，EVA会在阳光照射下反复融化吸附大量尘土。另外，密封胶一定不要使用有色胶质，否则这种色素会慢慢向电池板内的EVA中扩散，使用一年后电池板就会变色。

3.真空泵的正常使用

在层压机的日常维护中，最重要的维护环节是真空系统的维护。当层压机经过一段时间的使用后，层压机的真空度就会降低。而降低到一定程度时，电池板就会出现气泡。所以要求每天检查真空泵是否缺油。在工作状态下检查真空泵的油位是否到达窗口油位线，不足时应补足，但不要过量。其次是在使用一段时间后，真空泵油开始浑浊或发黑，这时要求对真空泵进行换油，同时对真空泵进行清洗，清除真空泵内吸入的胶体状异物。

清理后真空度仍然不高，可能是以下原因： EVA在层压机中经过高温后，EVA中添加的过氧化物（交联催化剂）和抗氧化剂，微量蜡酸都会随着温度升高而逃逸回来。有些过氧化物参与了EVA的交联化学反应，形成新的物质后逃逸到空气中。层压机工作温度越高，EVA中逃逸到空气中的物质就越多，越复杂。这些复杂的物质一部分被吸入真空泵，吸附在真空泵内的各部件上或溶在真空泵油内，导致真空泵整体功能下降。另一部分在真空管路中，随着温度的降低而结成胶状颗粒，吸附在真空管路上，久而久之，真空管路就会变窄甚至堵塞。这时唯一的办法就是更换连接的真空软管。

层压机在太阳能电池片生产中的应用举例

层压机是太阳电池组件的最常用封装设备。太阳能电池板组装生产线的工艺流程如下：

前端━敷设━层压━固化━框架组装━测试

工艺的目的是：原材料━电池板━整理

太阳能电池组件层压机是实现从原材料到太阳能电池板过渡的关键设备。

在层压之前，从敷设这道工序我们可以看到太阳能电池板的材料组成（以普通组件为例）：

1. 玻璃

2.EVA

3. 连接好的单体电池

4. EVA

5. 背板

层压机的作用就是要把这些物质压合在一起，并要求压合后，达到以下目的：