用于制造燃料电池双极板的双步液压成型工艺

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

刊期：2016年第1-4期

作者：Mohammadtabar N

编译：赵前

双极板是在燃料电池中质量大和成本高的主要部件之一。双极板一般通过如冲压、橡胶垫成型、电磁成型和液压成型等不同工艺制造，但每一种工艺都具有其自身的特定限制，而液压成型被认为是加工复杂图案双极板的实用方法。

双极板流场模式包括平行、销型、交叉型和蛇形模式。开槽交叉蛇形流场的形成是非常困难的，这是因为其较高的几何复杂性和流动模式精度，狭缝之间的距离以及板材厚度都非常小。为了解决这个问题，提出了双步液压成型工艺，即在凹模上的初始液压成型工艺和在凸模上的最终液压成型工艺。通过有限元模拟和试验研究的结果表明，双步液压成型工艺是用于制造具有开槽交叉蛇形图案的质子交换膜（PEM）燃料电池金属双极板的可行技术。

采用双步液压成型工艺可解决单步液压成型工艺形成复杂图案较难的问题。在本研究中，使用凹模作为预成型模，可以在一定程度上形成双极板，然后将双极板放置在凸模上，用来加工一些微小的通道。在成型之后，记录填充百分比、厚度分布和期望流场形状等参数，然后将双步液压成型结果与单步液压成型结果进行比较。分析结果表明，采用双步液压成型工艺后成型模腔的深度和填充百分比显着提高，该工艺是制造具有均匀厚度且没有任何破裂的蛇形结构的有效方式。