分享喷墨打印领域新技术、新工艺、新产品
近日，全球领先的工业UV喷墨打印系统解决方案引领者「什方科技」连续完成A轮与A+轮合计超亿元人民币融资，A轮投资方为源渡创投、飞凡创投，A+轮投资方为英诺天使基金、四海新材基金、水木清华校友种子基金、润土投资，老股东源渡创投跟投，资金将主要用于全球首创使用UV喷墨打印进行电芯绝缘涂层制备的相关工艺及技术研发，以及配套批量订单交付。
深圳市什方智造科技有限公司http://www.shifang-tech.com/成立于2020年，研发团队由清北、西交、哈工大等顶级学府的数学、物理博士组成，硕博比例超过35%。什方科技旨在引领世界制造变革，为智能制造关键领域打造系统解决方案。
什方智造科技专注于新能源制造业，依托激光/热红外/X-ray 等多传感器融合技术，自主研发核心硬件及人工智能工业大模型，旨在解决客户在高复杂度工艺场景下的需求。
公司率先推出电芯绝缘涂层UV喷墨打印、AI质检与定制油墨一体化装备线，正式掌握涵盖核心材料的大剂量工业打印技术，并沿产业链上下游推出4680大圆柱AI质检单机、高精度数控加工平台的核心硬件智能3D打磨相机；同时于2024年推出新能源电芯打印参数自控和AI质检深度学习大模型。
目前，公司产品已成功进入宁德、比亚迪、亿纬、特斯拉等头部客户群体，连续4年保持200%以上的增长。公司2024年营收预计过亿，已完成近亿元A轮融资，确定于2024年完成首轮核心员工股权激励。
▲什方科技工业UV喷墨打印系统解决方案
什方科技率先推出大剂量、高精度、数智化工业UV喷墨打印系统解决方案，依托强大的Tetris™工业打印软件，结合自研的打印控制系统和供墨管理系统，可在大规模工业应用领域实现多线程、多工位并行打印的高速任务分发，同时利用独特的墨滴观测技术和用于打印工艺闭环控制的工业AI大模型，可在量产过程中实现无与伦比的高精确度墨滴落点控制，完成微米级UV喷墨打印。
同时，什方科技兼具国际化视野，与全球顶尖的喷头技术提供商赛尔联手推出基于Xaar eX 和Nitrox eX 的定制化喷头。依托其Ultra High Viscosity Technology，能够完成粘度高达100cps的流体喷印。面对未来更为广阔的工业应用场景，在生产效率上更适用于大剂量、高效率涂层打印；在生产质量上显著提高油墨流平后的涂层厚度精度控制；在技术适用性上为油墨配方提供了更为宽泛的设计空间。为未来高性能功能性油墨涂装研发打下了坚实的技术基础。
赛尔集团CEO John Mills、什方智造科技创始人兼CEO张宇航
▲什方科技联合赛尔定制喷头
▲ UV喷墨打印电芯绝缘涂层样品
此次什方科技将目光投向一直深耕的新能源。配合国内头部整线集成商并整合传统UV喷墨打印技术资源的基础上，历时一年半研发，实现了方壳电芯绝缘涂层UV喷墨打印整线全球首发，为电芯绝缘涂层的革新提供了新的技术方向。该整线效率高达50ppm（每分钟生产50个产品），目前已经交付至全球头部电池厂客户现场，在实现大剂量、高度精细的涂层打印同时，解决了效率、性能、厚度一致性等问题，综合材料成本比传统包膜工艺低30%以上。
涂层打印是智能制造领域关键工艺环节，什方科技颠覆电芯绝缘涂层工艺，顺应新能源电池行业智造根本需求，具备革命性底层创新能力。未来什方科技将不断开拓新兴市场，以工业UV喷墨打印技术平台实现快速复制。
2024年09月12日
在新能源技术蓬勃发展的今天，动力电池的安全性和可靠性成为各大厂商关注的焦点。而作为动力电池核心组件之一的电芯，其绝缘涂层技术也在不断进化。传统的PET包膜工艺虽然被广泛应用，但在制造良率一致性、附着力、耐压等性能指标和制造成本方面严重制约着电芯进一步发展。
面对这些挑战，深圳市电池行业协会会员单位什方智造率先推出了电芯绝缘涂层的UV喷墨打印大规模量产技术，开启了行业创新的新篇章。
粉末喷涂技术通过电极放电将绝缘粉末带电后喷射至工件表面，再经过加热使其熔化并形成致密的涂层。然而，这一工艺的高温固化过程会影响电池的内在性能，且由于涂层厚度受限于带电粉末的同性相斥效应，导致边缘区域的涂层厚度不均匀，一致性差。
UV喷漆工艺
UV喷漆工艺利用喷枪将UV涂料均匀喷涂到电芯表面，并通过UV光照固化形成涂层。这一方法在应对复杂形状的工件方面表现出色，但由于涂料的表面张力，容易导致大面积区域涂层厚度不均。此外，喷漆过程中的涂料浪费高达30%-40%，导致工艺的整体成本和环境负荷上升。
UV喷墨打印技术的突破
针对上述问题，什方智造科技开发的UV喷墨打印技术为电芯绝缘涂层带来了革命性的改进。该技术通过喷墨打印头精确控制UV油墨的喷射，实现了大剂量、高度精细的涂层覆盖，同时解决了效率、剪切力、厚度一致性问题，详细指标如下：
成本低：综合材料成本比传统包膜低30%以上
品质好：剪切力是传统包蓝膜的5-6倍，可达15-19MPa
效率高：高速机可达50ppm（以常见的230AH电芯为例子）
良率高：一次良率可达98%以上，最终良率可达99.9%以上
损耗低：油墨利用率可达99%以上
柔性强：可兼容不同形式电芯，可实现6面喷涂，无需绝缘盖片
绝缘好：5000-6000V的电压下，60秒内电流＜0.1mA
一致性好：喷涂膜厚可控制在100μm（±10μm）
量产工艺的技术保障
为了确保UV喷墨打印技术能够顺利应用于大规模量产，首先需要解决效率和工艺良率，为此，什方智造科技在多方面进行了深度优化。
生产效率方面，为了匹配当前及未来新能源的头部电池厂的效率，目前的UV喷墨打印拥有高速50ppm和低速25ppm两个配置，为了达到此效率，进行了一系列创新的设计，例如：
（1）在固化光源的选型上，重新调整了油墨的引发体系，用以匹配寿命长、能耗低的LED光源，确保了生产线的稳定性和高效能。
（2）在激光清洗方面，不一味追求清洗后的粗糙度，而是从系统层面考虑，结合油墨配方和清洗效率，定制了大光斑的激光器，将清洗效率提升至9000mm² /s，大幅度提升了清洗效率。
（3）在uv打印方面，大幅度提升了油墨性能，创新性地选择了1pc打印和测面打印技术，即一次性将厚度打到100um再固化和无需多次翻转直接侧边打印，极大幅度地提升量产效率。
工艺良率方面，前后验证历时两年多，共完成500多项DOE验证,完成了涵盖材料、光学、机械、电气、软件、算法多学科的系统搭建
（1）将油墨的一次利用率提升至98%以上，真正做到无污染，无需回收。
（2）将一次生产良率提升至96%以上，并通过在线自动返修重投，将最终良率提升至99%以上。
通过一系列严格的质量管控措施，确保UV喷墨打印技术的量产稳定性。首先，使用MOPA激光器对电芯表面进行彻底清洁，确保涂层附着牢固。随后，采用多组喷头阵列和视觉定位系统精确控制涂层打印过程，避免污染和缺陷。通过自研微米级精度的非接触测量仪检测涂层厚度，确保每层涂层符合标准。同时，利用2.5D视觉检测系统实时监控打印质量，快速识别不良品。最后，进行5kV以上的直流绝缘测试，确保涂层在高压环境下的可靠性。
引领行业变革的未来技术
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