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1、項目簡介
本項目將通過購置先進(jìn)的研發(fā)、檢測設(shè)備和軟件,改善技術(shù)研發(fā)環(huán)境,吸引優(yōu)秀技術(shù)人才,升級公司技術(shù)研發(fā)平臺,提升公司技術(shù)創(chuàng)新能力,通過持續(xù)研發(fā)新產(chǎn)品新技術(shù),拓展產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域,從而進(jìn)一步提升公司的核心競爭力,促進(jìn)公司未來持續(xù)快速發(fā)展。
2、項目投資概算
本項目實施主體為公司母公司,實施地點為上海市閔行區(qū)滄源路 1488號。本項目計劃總投資 9,713.57 萬元,其中場地裝修投資 300.00 萬元,設(shè)備投資1,927.00 萬元,軟件投資 1,016.40 萬元,預(yù)備費 162.17 萬元、研發(fā)費用 6,308.00萬元。
3、項目實施進(jìn)度安排
本項目建設(shè)期分三個階段工作實施。第一階段為場地裝修階段,歷時 1 個季度,主要工作為研發(fā)中心場地的裝修工程施工;第二階段為設(shè)備、軟件采購階段,歷時 6 個季度,主要進(jìn)行設(shè)備、軟件的采購、安裝和調(diào)試;第三階段為研發(fā)人員招聘和培訓(xùn)階段,歷時 11 個季度,隨著研發(fā)中心硬件配套設(shè)施的完善和研發(fā)課題的推進(jìn),公司將會擴(kuò)大研發(fā)人員隊伍,加快研發(fā)進(jìn)度,并對相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)。
4、項目環(huán)保情況
本項目為技術(shù)研發(fā)中心建設(shè)項目,項目運營過程中產(chǎn)生的污染物及污染源主要為職工生活污水和生活垃圾。生活污水收集后納入市政污水管網(wǎng);生活垃圾按照指定地點堆放,每日由環(huán)衛(wèi)部門清運和處理,不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。
5、主要研發(fā)內(nèi)容
(1)超聲波系統(tǒng)技術(shù)平臺開發(fā)
超聲波系統(tǒng)是超聲應(yīng)用的基礎(chǔ),其頻率、振幅的控制精度和功率容量決定了超聲波系統(tǒng)核心能力,也決定了超聲波系統(tǒng)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用廣度和深度。超聲波系統(tǒng)技術(shù)平臺的開發(fā)將有助于公司快速研發(fā)出適合于不同應(yīng)用領(lǐng)域的超聲波產(chǎn)品,可以為新能源行業(yè)、半導(dǎo)體行業(yè)、汽車線束行業(yè)、無紡布行業(yè)、PCB制造等領(lǐng)域提供超聲波技術(shù)解決方案。
超聲波系統(tǒng)技術(shù)平臺目標(biāo)是形成系列化的、具有不同性能參數(shù)和功率容量的超聲波換能器以及與之相匹配的發(fā)生器。換能器方面,采用等效電路法和壓電耦合場仿真技術(shù),設(shè)計一系列擁有不同頻率和性能參數(shù)的換能器,通過優(yōu)化設(shè)計、
仿真和測試,得出換能器不同組成部分對其性能參數(shù)的影響規(guī)律;發(fā)生器方面采用全橋逆變升壓方案和變壓器漏感匹配方式,可編程數(shù)字芯片和鎖相控制電路實現(xiàn)諧振頻率自動跟蹤,實現(xiàn)振幅精準(zhǔn)控制。
(2)超聲波焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)升級開發(fā)
本項目內(nèi)容是對本公司現(xiàn)有的應(yīng)用于鋰電池極耳超聲波金屬焊接工藝中的焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級研發(fā),其目標(biāo)是提高現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的檢測準(zhǔn)確率和響應(yīng)速度。
以超聲波金屬焊接過程為研究對象,在現(xiàn)有監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過多傳感器信息融合技術(shù),把多個傳感器在空間和時間上的冗余信息或互補信息依據(jù)一定的準(zhǔn)則來進(jìn)行優(yōu)化組合,結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度計算的算法進(jìn)一步優(yōu)化模式匹配的算法準(zhǔn)確度,從而獲得焊接過程更全面的一致性評價。在間接檢測手段之外,將直接檢測結(jié)果作為輸入引入算法模型,進(jìn)一步降低誤判率。
(3)IGBT 超聲波焊接控制系統(tǒng)開發(fā)
IGBT 中文稱“絕緣柵雙極型晶體管”,是由 BJT(雙極結(jié)型晶體三極管)和 MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件。在 IGBT 功率模塊中,端子和鍍銅基板之間的焊接,超聲波技術(shù)已經(jīng)逐漸成為主流。
在該領(lǐng)域,對焊接模式的控制要求更加精細(xì)。常規(guī)的控制單個輸出參數(shù)恒定的焊接模式已經(jīng)較難滿足 IGBT 超聲波焊接的一致性要求,而焊接時需要同時控制多個輸出參數(shù)的焊接模式對控制系統(tǒng)的精確度和響應(yīng)速度提出了更高的要求?;谖⒖刂破骱同F(xiàn)場可編程邏輯門陣列而開發(fā)的控制系統(tǒng)是實現(xiàn)復(fù)雜焊接模式精準(zhǔn)控制的關(guān)鍵。
(4)半導(dǎo)體兆聲波清洗技術(shù)研究
半導(dǎo)體超聲波清洗是利用兆赫級的超聲波高能聲波推動溶劑分子加速運動,以較強(qiáng)的聲壓梯度及聲流作用產(chǎn)生的高速流體力學(xué)層連續(xù)沖擊,使吸附的微細(xì)顆粒解吸的清洗技術(shù)。相比于萬赫茲級別的超聲波清洗,該技術(shù)能清洗更小的顆粒,且對半導(dǎo)體基體的傷害更小,是一種高精密的清洗方式。兆聲波清洗技術(shù)是基于壓電陶瓷晶片的逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生的。兆聲波發(fā)生器將低頻低壓電信號轉(zhuǎn)化為百萬
赫茲以上的超高頻高壓電信號,同時將該信號作用與壓電陶瓷晶片上,通過逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生高頻振動。壓電陶瓷直接用壓電換能器仿真設(shè)計技術(shù)作用在清洗腔體上,同步帶動清洗液超高頻振動產(chǎn)生兆聲波清洗效果。
隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,整個產(chǎn)業(yè)鏈對于半導(dǎo)體的需求越來越大。而目前市面上的超聲波清洗技術(shù)頻率低、振幅大,清洗精密度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到半導(dǎo)體清洗的要求,目前只有國外極少數(shù)廠家可以做到兆赫級別的超聲波設(shè)備。兆聲波清洗效率高、時間短,使用清洗劑濃度低,化學(xué)試劑的消耗量少,因此對環(huán)境的危害水平較低,在半導(dǎo)體清洗領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。
(5)醫(yī)用超聲刀研究與產(chǎn)品開發(fā)
超聲手術(shù)刀是一種高頻電外科設(shè)備,主要用于生物組織的切割與血管閉合等操作,具有出血少、對周圍組織傷害少、術(shù)后恢復(fù)快等特點。超聲手術(shù)刀作用于人體組織起到切割與凝閉的作用,不會引起組織干燥、灼傷等副作用,刀頭工作時人體無電流通過,在手術(shù)室中有著廣泛的應(yīng)用。隨著微創(chuàng)手術(shù)在國內(nèi)逐漸滲透,市場對微創(chuàng)外科手術(shù)器械的需求日益增大,市場急需高品質(zhì)國產(chǎn)超聲刀產(chǎn)品。
醫(yī)用超聲刀主要包括超聲波發(fā)生器、超聲波換能器、超聲波波導(dǎo)桿和刀頭以及手持式動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。公司在超聲波發(fā)生器和超聲波振動系統(tǒng)方面積累了較為豐富的研發(fā)經(jīng)驗,對該項目的實施有著深厚的技術(shù)基礎(chǔ),該項目的技術(shù)路線如下:首先,進(jìn)行應(yīng)用需求確認(rèn),通過現(xiàn)場調(diào)研和模擬試驗,將醫(yī)用超聲刀應(yīng)用場景的要求轉(zhuǎn)化為醫(yī)用超聲刀產(chǎn)品的技術(shù)要求,如超聲波發(fā)生器的功率,超聲振動輸出需要控制的與應(yīng)用相關(guān)的參數(shù)如頻率、振幅、能量、時間、剪切壓力、刀型等;其次,通過搭建概念驗證裝置和平臺,進(jìn)行充分的可行性方案分析和驗證;
然后,進(jìn)行醫(yī)用超聲刀的 50-60kHz 超聲波系統(tǒng)的設(shè)計制造,并在確保原材料聲學(xué)性能一致性和穩(wěn)定性的前提下完成超聲波波導(dǎo)桿和刀頭的設(shè)計制造;最后,進(jìn)行醫(yī)療器械準(zhǔn)入安全規(guī)范認(rèn)證。
(6)超聲波精密噴涂技術(shù)開發(fā)
超聲波噴涂霧化顆粒均勻,涂層均勻度高,厚度控制精度可達(dá)幾十納米,而且飛濺少、原料利用率高,正在成為精密噴涂領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),在新能源、生物醫(yī)療、微電子及半導(dǎo)體、玻璃制造和納米材料等領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用前景。
超聲波噴涂技術(shù)是利用壓電換能器將電能轉(zhuǎn)化為高頻機(jī)械能,從而對液體進(jìn)行霧化,該研發(fā)項目的技術(shù)重點如下:首先,超聲波霧化噴頭是一種基于變幅桿換能器原理的超聲波霧化裝置,不僅要研究其發(fā)聲原理、霧化機(jī)理及影響因素,還要研發(fā)出可以調(diào)節(jié)噴涂寬度的超聲霧化噴頭;其次,壓電式超聲霧化器主要有低頻和高頻之分,頻率影響液滴的大小,針對不同應(yīng)用領(lǐng)域選用合適的頻率范圍需要進(jìn)行理論和實驗研究;
最后,應(yīng)用于超聲波噴涂的超聲波系統(tǒng)的應(yīng)用還需要精準(zhǔn)地控制頻率和振幅,具備合適的功率及快速的響應(yīng)速度,以上功能的實現(xiàn)均需要進(jìn)行大量研究和測試。
(7)超聲波除塵技術(shù)開發(fā)
超聲波除塵是通過高速氣流與超聲波共同作用對工件表面黏附的微米級顆粒進(jìn)行干式清洗的技術(shù),該技術(shù)在半導(dǎo)體器件、平板顯示器件、新能源電池和微電子產(chǎn)品的制備等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。
超聲波除塵所用的超聲聲源是通過變截面空氣流道內(nèi)空腔的流激振蕩實現(xiàn)的。在滿足一定的空腔幾何形狀和空氣動力學(xué)條件的情況下,高速氣流流經(jīng)空腔時,由于腔口剪切流與腔內(nèi)流動的相互作用從而形成強(qiáng)烈的振蕩。
在這種情況下,聲場與流場的相互作用得到加強(qiáng),導(dǎo)致強(qiáng)烈的聲波產(chǎn)生。建立超聲發(fā)生器流道模型是實現(xiàn)該技術(shù)的關(guān)鍵;通過計算流體動力學(xué)仿真的方法,分析超聲波發(fā)生器腔體及出口處的流場和聲壓特性,通過分析結(jié)果優(yōu)化超聲發(fā)生器的模型,從而獲得特定超聲頻率的氣流。