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Abstract

La presente invención busca mitigar el problema de la vulnerabilidad estructural de una recubridora con matriz de ranuras múltiples a la deformación y torsión. La recubridora, según la presente invención, cuenta con una ranura inferior y una ranura superior, y comprende: un bloque de matriz inferior; un bloque de matriz intermedio dispuesto en la parte superior del bloque de matriz inferior, de modo que la ranura inferior se forma entre ambos; y un bloque de matriz superior dispuesto en la parte superior del bloque de matriz intermedio, de modo que la ranura superior se forma entre ambos. Al menos uno de los bloques de matriz inferior, intermedio o superior comprende una capa de recubrimiento metálico sobre un cuerpo principal cerámico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Recubridor de matriz de múltiples ranuras

Sector de la técnica

La presente divulgación se refiere a un recubridor de matriz de múltiples ranuras capaz de formar simultáneamente dos o más capas por humectación. En particular, la presente divulgación se refiere a un recubridor de matriz de múltiples ranuras que ha perfeccionado una deformación y torsión inevitablemente causadas por una característica estructural que incluye un bloque de matriz fino. La presente solicitud reivindica prioridad a la solicitud de patente coreana N.° 10-2020-0088356 presentada el 16 de julio de 2020, en la República de Corea.

Antecedentes de la invención

A medida que aumentan el desarrollo tecnológico y la demanda de dispositivos móviles, la demanda de baterías secundarias como fuente de energía está aumentando rápidamente, y dichas baterías secundarias incluyen prácticamente un conjunto de electrodos que es un elemento de generación de energía. El conjunto de electrodos tiene una forma en la que un electrodo positivo, un separador, y un electrodo negativo se apilan al menos una vez, y el electrodo positivo y el electrodo negativo se preparan recubriendo y secando una lechada de material activo para electrodo positivo y una lechada de material activo para electrodo negativo en colectores de corriente hechos de papel de aluminio y papel de cobre, respectivamente. Para igualar las características de carga/descarga de las baterías secundarias, la lechada de material activo para electrodo positivo y la lechada de material activo para electrodo negativo deben recubrirse uniformemente en los colectores de corriente, y para ello se utiliza convencionalmente un recubridor de matriz de ranura.

Enun método de fabricación de electrodos utilizando un recubridor de matriz de ranura, una lechada de material activo para electrodo descargada del recubridor de matriz de ranura se aplica sobre un colector de corriente transferido por un rodillo de recubrimiento. El recubridor de matriz de ranura convencional incluye dos matrices y forma una ranura entre las dos matrices, y puede formar una capa de material activo para electrodo de una capa descargando un tipo de lechada de material activo para electrodo a través de una única ranura.

Parafabricar una batería secundaria de alta densidad energética, el grosor de la capa de material activo para electrodo, que era de aproximadamente 130 pm, se aumentó gradualmente hasta llegar a 300 pm. Cuando la capa gruesa de material activo para electrodo se forma con el recubridor de ranura convencional, ya que la migración de un aglutinante y un material conductor en la lechada de material activo se profundiza durante el secado, un electrodo final se fabrica de forma no uniforme. Con el fin de solucionar este problema, cuando el recubrimiento se realiza dos veces tal como aplicar finamente y secar la capa de material activo para electrodo y a continuación aplicar y secar la capa de material activo para electrodo, una desventaja es que lleva mucho tiempo. Para mejorar simultáneamente el rendimiento y la productividad de los electrodos, los inventores de la presente divulgación han propuesto un recubridor de matriz de doble ranura capaz de aplicar simultáneamente dos tipos de lechadas de material activo para electrodo.

La Figura 1 muestra un ejemplo de método de recubrimiento para usar un recubridor de doble ranura.

Pueden formarse simultáneamente dos tipos de capas de material activo para electrodo en un colector de corriente (no mostrado) descargando dos tipos de lechadas de material activo para electrodo desde un recubridor de matriz de doble ranura 20 mientras se permite que el colector de corriente se desplace girando un rodillo de recubrimiento 10. Las lechadas de material activo para electrodo descargadas desde el recubridor de matriz de doble ranura 20 se aplican ampliamente a una superficie del colector de corriente para formar las capas de material activo para electrodo.

El recubridor de matriz de doble ranura 20 está configurado mediante el ensamblaje de tres miembros de placa, es decir, tres bloques de matrices 21,22 y 23. Se forman dos ranuras porque las ranuras se forman entre los bloques de matrices adyacentes entre sí, y descargando simultáneamente dos tipos de lechadas de material activo para electrodo a través de los puertos de descarga 24 y 25 conectados en comunicación a las respectivas ranuras, las capas de material activo para electrodo de dos capas pueden formarse simultáneamente aplicando continuamente una lechada de material activo para electrodo adicional sobre una capa de material activo para electrodo formada por una lechada de material activo para electrodo aplicada previamente. Los números de referencia 26 y 27 indican los colectores que contienen las soluciones de recubrimiento.

Dado que un proceso que utiliza el recubridor de matriz de doble ranura 20 debe utilizar lechadas de material activo para electrodo descargados simultáneamente desde los diferentes puertos de descarga 24 y 25, es bastante difícil formar cada capa de material activo para electrodo con el grosor deseado.

En general, ya que el grosor de cada capa de material activo para electrodo se ve afectado por la cantidad de descarga de cada una de las lechadas de material activo para electrodo a través de los puertos de descarga 24 y 25, y la cantidad de descarga de cada una de las lechadas de material activo para electrodo se ve afectada en gran medida por el tamaño (un hueco entre ranuras) de cada uno de los puertos de descarga 24 y 25, para obtener el grosor deseado, es necesario repetir la tarea de desmontar y volver a montar cada uno de los bloques de matrices 21, 22 y 23 mientras se realiza experimentalmente un proceso de recubrimiento varias veces para ajustar el hueco entre ranuras y comprobar de nuevo la cantidad de descarga. Sin embargo, este hueco entre ranuras no es sólo una variable que se ajusta lo suficientemente sensible como para cambiar en gran medida incluso de acuerdo con la fuerza de fijación de los pernos utilizados para ensamblar entre los bloques de matrices 21, 22 y 23, sino que también puede cambiar incluso la fuerza con la que se descarga la lechada de material activo para electrodo. En particular, para realizar de forma estable una aplicación uniforme en una dirección de anchura (dirección transversal (TD)) con respecto a una dirección de desplazamiento (dirección de la máquina (MD)) del colector de corriente, se requiere una precisión dimensional uniforme en la dirección de la anchura. Dado que la anchura del recubridor de matriz de doble ranura 20 también aumenta con el fin de usar un colector de corriente de gran anchura para un aumento de la productividad, es más difícil controlar uniformemente el hueco entre ranuras en la dirección de la anchura.

Sin embargo, ya que el recubridor de matriz de ranura 20 incluye básicamente los tres bloques de matrices 21, 22 y 23, para configurar un dispositivo que tiene una huella y un volumen similares a los de un recubridor de matriz convencional que incluye una ranura, el grosor de cada uno de los bloques de matrices 21, 22 y 23 debe ser fino, y por esta razón, existe el problema de ser estructuralmente vulnerable a la deformación y la torsión inevitablemente. Cuando se produce deformación o torsión, se retuerce el hueco entre ranuras ajustado con esmero, lo que es un grave problema que causa defectos en el proceso del electrodo. Asimismo, en un recubridor de matriz de múltiples ranuras en el que el número de bloques de matrices se incrementa aún más incluyendo dos o más ranuras, este problema se agravará.

Con el fin de solucionar este problema, cuando se aumenta el tamaño de cada uno de los bloques de matrices 21, 22 y 23 (cambio del ángulo), se cambia una dirección de descarga, lo que provoca el deterioro de la capacidad del proceso de recubrimiento. E, incluso si se mejoran la deformación y la torsión aumentando el grosor de cada uno de los bloques de matrices 21 y 23 situados fuera entre los tres bloques de matrices 21, 22 y 23, la supresión de la deformación del bloque de matriz 22, que es estructuralmente más débil y está situado a medio camino, sigue siendo un problema difícil.

Al mismo tiempo, la Figura 2 es una vista ampliada del área A de la Figura 1. En cuanto a la Figura 2, descargando simultáneamente dos tipos de lechadas de material activo para electrodo 30 y 40 a través de dos ranuras formadas entre los tres bloques de matrices 21, 22 y 23 adyacentes entre sí y los puertos de descarga 24 y 25 conectados en comunicación a las dos ranuras, la lechada de material activo para electrodo 40 adicional puede aplicarse de forma continua sobre la lechada de material activo para electrodo 30 aplicada previamente.

Sin embargo, un proceso de recubrimiento que utiliza el recubridor de doble ranura 20 tiene problemas tales como fugas, ruptura de borde, nervaduras, etc., ya que los lechadas de material activo para electrodo se descargan simultáneamente desde los distintos puertos de descarga 24 y 25. Entre estos, la fuga significa inestabilidad en la que parte de una solución de recubrimiento se pierde fuera de un reborde de matriz 21a hacia un lado aguas arriba, como se muestra en la Figura 2. Esto significa la pérdida de una solución de recubrimiento previamente medida, lo que hace impredecible el grosor final del recubrimiento. Debido a tal fuga, la solución de recubrimiento permanece durante mucho tiempo y se solidifica, o se produce una desviación del grosor del recubrimiento en la dirección de la anchura.

En particular, cuando la solución de recubrimiento se descarga a alta presión con una separación de recubrimiento (una separación entre el rodillo de recubrimiento y el reborde de matriz) reducida a varios centenares de pm con el fin de recubrir una película fina o para reducir la desviación del grosor de una capa de recubrimiento en la dirección de la anchura, la fuga anterior puede intensificarse.

Por consiguiente, en el proceso convencional de recubrimiento de ranuras, las condiciones iniciales, tales como las propiedades físicas de la solución de recubrimiento, el hueco de recubrimiento, y el caudal y la velocidad de la solución de recubrimiento se ajustan repetidamente para impedir las fugas en la medida de lo posible. Sin embargo, no es fácil establecer las condiciones iniciales y se tarda mucho tiempo en encontrar las condiciones de proceso adecuadas. Por lo tanto, se necesita un método para perfeccionar eficazmente estos problemas.

El documento WO 2008/141820 A1 divulga una boquilla para recubrir un sustrato con un líquido.

Descripción de la invención

Problema técnico

La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada, y por lo tanto, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un recubridor de matriz de múltiples ranuras capaz de perfeccionar un problema estructuralmente vulnerable a la deformación y torsión en un recubridor de matriz de múltiples ranuras que incluye básicamente tres o más bloques de matrices.

De manera adicional, la presente divulgación también está dirigida a proporcionar un recubridor de matriz de múltiples ranuras que tiene una estructura eficiente capaz de mejorar aún más la capacidad del proceso de fabricación de una capa de material activo para electrodo utilizando el recubridor de matriz de múltiples ranuras mediante la solución de un problema de fugas.

Sin embargo, los problemas a resolver por la presente divulgación no se limitan a los problemas mencionados, y otros problemas que no se mencionan serán claramente comprendidos por los expertos en la materia desde la descripción de la invención actualmente descrita.

Solución técnica

En un aspecto de la presente invención, se proporciona un recubridor de matriz de múltiples ranuras que incluye una ranura inferior y una ranura superior con un bloque de matriz inferior; un bloque de matriz intermedio situado encima del bloque de matriz inferior para formar entre los mismos la ranura inferior; y un bloque de matriz superior situado encima del bloque de matriz intermedio para formar la ranura superior entre los mismos, en donde al menos uno del bloque de matriz inferior, el bloque de matriz intermedio, y el bloque de matriz superior comprende una capa de recubrimiento metálico sobre un cuerpo cerámico.

El recubridor de matriz de múltiples ranuras puede extrudir y aplicar una solución de recubrimiento sobre una superficie de un miembro base de desplazamiento continuo a través de al menos una de la ranura inferior y la ranura superior, y una porción entre el bloque de matriz inferior, el bloque de matriz intermedio, y el bloque de matriz superior adyacente a al menos una porción desde la que se descarga la solución de recubrimiento puede incluir la capa de recubrimiento metálico sobre el cuerpo cerámico.

De acuerdo con la invención, se forma una ranura en el cuerpo cerámico para el procesamiento del macho de perno para la fijación del perno, la capa de recubrimiento metálico se carga en la ranura, y se forma un macho de perno en la capa de recubrimiento metálico cargada en la ranura.

El bloque de matriz inferior, el bloque de matriz intermedio y el bloque de matriz superior, respectivamente, pueden incluir un reborde de matriz inferior, un reborde de matriz intermedio, y un reborde de matriz superior que forman porciones de extremo delantero de los mismos, y al menos uno del reborde de matriz inferior, el reborde de matriz intermedio, y el reborde de matriz superior puede incluir la capa de recubrimiento metálico del cuerpo cerámico.

Es preferido que una cerámica sea un óxido de metal de transición y un metal sea SUS.

Entre el reborde de matriz inferior y el reborde de matriz intermedio se forma un orificio de descarga inferior comunicado con la ranura inferior, y entre el reborde de matriz intermedio y el reborde de matriz superior se forma un orificio de descarga superior comunicado con la ranura superior.

Una porción de esquina del reborde de matriz superior opuesta al reborde de matriz intermedio puede estar biselada. La porción de esquina del reborde de matriz superior puede estar provista de una forma cortada oblicuamente con un ángulo de 10 grados a 80 grados, de modo que el reborde de matriz superior comprenda una superficie inclinada.

El ángulo formado por la ranura inferior y la ranura superior puede ser de 30 grados a 60 grados.

El bloque de matriz intermedio puede incluir un primer bloque de matriz intermedio y un segundo bloque de matriz intermedio en contacto cara a cara entre sí hacia arriba y hacia abajo y que se deslizan a lo largo de una superficie de contacto para ser móviles entre sí, el primer bloque de matriz intermedio puede estar acoplado fijamente al bloque de matriz inferior, y el segundo bloque de matriz intermedio puede estar acoplado fijamente al bloque de matriz superior.

Puede formarse un escalón predeterminado entre el orificio de descarga inferior y el orificio de descarga superior.

El recubridor de matriz de múltiples ranuras puede incluir además un primer espaciador interpuesto entre el bloque de matriz inferior y el bloque de matriz intermedio para ajustar una anchura de la ranura inferior, y un segundo espaciador interpuesto entre el bloque de matriz intermedio y el bloque de matriz superior para ajustar una anchura de la ranura superior.

El bloque de matriz inferior puede incluir un primer colector configurado para alojar una primera solución de recubrimiento y conectado en comunicación a la ranura inferior, y el bloque de matriz superior puede incluir un segundo colector configurado para alojar una segunda solución de recubrimiento y conectado en comunicación a la ranura superior.

La invención es como se define por las reivindicaciones.

Efectos ventajosos

De acuerdo con la presente divulgación, se proporciona un recubridor de matriz de múltiples ranuras en el que un metal se reviste sobre un cuerpo hecho de un material cerámico que tiene un mejor fenómeno de deformación y torsión que el del metal que es un material de bloque de matriz convencional. El recubridor de matriz de múltiples ranuras tiene un excelente efecto de mantener un hueco entre ranuras una vez ajustado. Puesto que la deformación o torsión de un bloque de matriz que es estructuralmente vulnerable debido a su escaso grosor se perfecciona mediante un cambio en el material, es posible formar uniformemente una capa de recubrimiento, en particular, una capa de material activo para electrodo, con un grosor deseado, y preferentemente, es posible el recubrimiento simultáneo de dos tipos de lechadas de material activo para electrodo, y por tanto los efectos tanto en el rendimiento como en la productividad son excelentes.

De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, es posible mejorar el perfeccionamiento impidiendo la retorcedura y la deformación del bloque de matriz del recubridor de matriz de múltiples ranuras que tiene un grosor relativamente fino en comparación con el recubridor de matriz de ranura convencional que incluye una ranura. Esto tiene el efecto de asegurar la capacidad del proceso de recubrimiento y asegurar la reproducibilidad.

De acuerdo con otro aspecto de la presente divulgación, dispersando la presión de una solución de recubrimiento superior mediante la aplicación de una estructura de chaflán a un reborde de matriz superior, es posible perfeccionar el fenómeno de fuga hacia un reborde de matriz inferior, mejorando de este modo la calidad del recubrimiento de un producto.

De acuerdo con otro aspecto de la presente divulgación, la capacidad del proceso de recubrimiento de múltiples ranuras puede perfeccionarse ajustando fácilmente las posiciones de los orificios de descarga superior e inferior moviendo relativamente los bloques de matrices superior e inferior de acuerdo con las condiciones del proceso de recubrimiento.

Cuando el recubridor de matriz de múltiples ranuras de la presente divulgación se utiliza para fabricar un electrodo de una batería secundaria aplicando la lechada de material activo para electrodo sobre un colector de corriente mientras se permite que el colector de corriente se desplace, existe la ventaja de que es posible un recubrimiento uniforme incluso en condiciones de desplazamiento a alta velocidad o de aplicación de gran anchura.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mejor comprensión de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no debe considerarse limitada a los dibujos.

La Figura 1 es una vista en sección transversal esquemática de un recubridor de matriz de doble ranura de acuerdo con la técnica convencional.

La Figura 2 es una vista ampliada del área A de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en sección transversal esquemática de un recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La Figura 4 es una vista en perspectiva despiezada esquemática de un recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La Figura 5 es una vista ampliada del área B de la Figura 3.

La Figura 6 es una vista en sección transversal esquemática que ilustra una configuración de una porción de fijación para ensamblarse en un recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La Figura 7 es una vista ampliada que ilustra un recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, tras la modificación del área B de la Figura 3.

La Figura 8 es una vista en sección transversal de un recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación.

La Figura 9 es un diagrama que ilustra un caso en el que una diferencia posicional entre un puerto de descarga superior y un puerto de descarga inferior ocurre debido a un movimiento relativo entre un bloque de matriz inferior y un bloque de matriz superior en el recubridor de matriz de múltiples ranuras de la Figura 8.

La Figura 10 muestra un aspecto de recubrimiento de acuerdo con un cambio en un ángulo de un bloque de matriz en un ejemplo comparativo.

La Figura 11 es un gráfico del hueco entre ranuras en una TD de acuerdo con una resistencia de fijación en el ejemplo comparativo.

Realización preferente de la invención

En lo sucesivo, las realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, deberá entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deberían interpretarse como limitados a los significados generales y de diccionario, sino interpretarse basándose en los significados y conceptos que corresponden a los aspectos técnicos de la presente divulgación sobre la base del principio de que se permite al inventor definir términos de forma apropiada para la mejor explicación. Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferible a efectos meramente ilustrativos, que no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que debe entenderse que podrían realizarse otras equivalencias y modificaciones a la misma sin alejarse del alcance de la divulgación.

Un recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluir dos o más ranuras. Básicamente, el recubridor de matriz de múltiples ranuras es un aparato que incluye una ranura inferior y una ranura superior y recubre una solución de recubrimiento en una capa doble sobre un miembro base. El "miembro base" descrito a continuación es un colector de corriente y la solución de recubrimiento es una "lechada de material activo para electrodo". Tanto una primera solución de recubrimiento como una segunda solución de recubrimiento son lechadas de material activo para electrodo, y pueden referirse a lechadas de material activo para electrodo que tienen la misma o diferente composición (tipos de un material activo, un material conductor y un aglutinante), contenido (una cantidad de cada uno del material activo, el material conductor y el aglutinante), o propiedades físicas. El recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con una realización de la presente divulgación está optimizado para la fabricación de electrodos en los que el recubrimiento se realiza simultáneamente o el recubrimiento de patrones se realiza aplicando alternativamente dos o más tipos de lechadas de material activo para electrodo. Sin embargo, el ámbito de la presente divulgación no se limita necesariamente a esto. Por ejemplo, el miembro de base puede ser un armazón poroso que constituye una membrana de separación, y la primera solución de recubrimiento y la segunda solución de recubrimiento pueden ser materias orgánicas que tienen diferentes composiciones o propiedades físicas. Es decir, cuando se requiere un recubrimiento de película fina, cualquier miembro base, cualquier primer líquido de recubrimiento, y cualquier segundo líquido de recubrimiento puede ser bueno.

La Figura 3 es una vista en sección transversal esquemática de un recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La Figura 4 es una vista en perspectiva despiezada esquemática de un recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La Figura 5 es una vista ampliada del área B de la Figura 3.

Un recubridor de matriz de múltiples ranuras 100 de acuerdo con la presente divulgación es un recubridor de matriz de ranuras dobles que incluye una ranura inferior 101 y una ranura superior 102 y es un aparato capaz de recubrir simultánea o alternativamente dos tipos de soluciones de recubrimiento iguales o diferentes sobre un miembro base 300 a través de la ranura inferior 101 y la ranura superior 102. Con referencia a las Figura 3 y 4, el recubridor de matriz de múltiples ranuras 100 incluye un bloque de matriz inferior 110, un bloque de matriz intermedio 120 dispuesto sobre una porción superior del bloque de matriz inferior 110, y un bloque de matriz superior 130 dispuesto sobre una porción superior del bloque de matriz intermedio 120. Los bloques de matrices 110, 120 y 130 se ensamblan entre sí a través de un miembro de fijación tal como un perno.

El bloque de matriz inferior 110 es un bloque más bajo entre los bloques que constituyen el recubridor de matriz de múltiples ranuras 100, y una superficie 110b orientada hacia el bloque de matriz intermedio 120 tiene una forma inclinada para formar un ángulo de aproximadamente 30 grados a 60 grados con respecto a una superficie inferior (plano X-Z).

Con referencia a las Figuras 3 a 5, la ranura inferior 101 puede estar formada donde el bloque de matriz inferior 110 y el bloque de matriz intermedio 120 se enfrentan. Por ejemplo, un primer espaciador 113 se interpone entre el bloque de matriz inferior 110 y el bloque de matriz intermedio 120 para proporcionar un hueco entre los mismos, de modo que pueda formarse la ranura inferior 101 en correspondencia con un paso a través del que pueda fluir la primera solución de recubrimiento 50. En este caso, el grosor del primer espaciador 113 determina la anchura vertical (dirección del eje Y y un hueco entre ranuras) de la ranura inferior 101. Sin embargo, los bloques de matrices convencionales eran vulnerables a la deformación y la torsión, haciendo difícil mantener el hueco entre ranuras.

Como se muestra en la Figura 4, el primer espaciador 113 incluye una primera porción de abertura 113a en la que un área está cortada y puede interponerse en la porción restante excepto un lado en un área de borde de una superficie opuesta de cada uno del bloque de matriz inferior 110 y del bloque de matriz intermedio 120. Por consiguiente, un orificio de descarga inferior 101a a través del cual puede descargarse la primera solución de recubrimiento 50 hacia el exterior está formado únicamente entre una porción de extremo delantero del bloque de matriz inferior 110 y una porción de extremo delantero del bloque de matriz intermedio 120. La porción de extremo delantero del bloque de matriz inferior 110 y la porción de extremo delantero del bloque de matriz intermedio 120 se definen como un reborde de matriz inferior 111 y un reborde de matriz intermedio 121, respectivamente. En otras palabras, el orificio de descarga inferior 101a puede formarse haciendo que el reborde de matriz inferior 111 y el reborde de matriz intermedio 121 estén separados entre sí.

Como referencia, el primer espaciador 113 funciona como una junta para impedir que la primera solución de recubrimiento 50 se filtre en un espacio entre el bloque de matriz inferior 110 y el bloque de matriz intermedio 120, excepto en el área donde se forma el puerto de descarga inferior 101a, y por lo tanto, el primer espaciador 113 está preferentemente hecho de un material que tiene propiedades de sellado.

El bloque de matriz inferior 110 incluye un primer colector 112 que tiene una profundidad predeterminada en una superficie orientada hacia el bloque de matriz intermedio 120 y en comunicación conectado a la ranura inferior 101. Aunque no se muestra, el primer colector 112 está conectado a una primera cámara de suministro de solución de recubrimiento (no mostrada) instalada en el exterior a través de una tubería de suministro para recibir la primera solución de recubrimiento 50. Cuando la primera solución de recubrimiento 50 se carga en el primer colector 112, el flujo de la primera solución de recubrimiento 50 se induce a lo largo de la ranura inferior 101 y se descarga al exterior a través del orificio de descarga inferior 101a.

El bloque de matriz intermedio 120 es un bloque situado en el centro de los bloques que constituyen el recubridor de matriz de múltiples ranuras 100, y es un bloque dispuesto entre el bloque de matriz inferior 110 y el bloque de matriz superior 130 para formar una ranura doble. Una sección transversal del bloque de matriz intermedio 120 de la presente realización es un triángulo rectángulo, aunque no se limita necesariamente a tal forma. Por ejemplo, la sección transversal puede presentarse como un triángulo isósceles.

El bloque de matriz superior 130 está dispuesto para enfrentarse a una superficie superior del bloque de matriz intermedio 120 que es horizontal con respecto a una superficie inferior. Por tanto, la ranura superior 102 se forma donde el bloque de matriz intermedio 120 y el bloque de matriz superior 130 se enfrentan entre sí.

Como la ranura inferior 101 descrita anteriormente, un segundo espaciador 133 puede interponerse entre el bloque de matriz intermedio 120 y el bloque de matriz superior 130 para proporcionar un hueco entre los mismos. Por consiguiente, la ranura superior 102 correspondiente a un paso a través del que puede fluir una segunda solución de recubrimiento 60. En este caso, una anchura vertical (dirección del eje Y y un hueco entre ranuras) de la ranura superior 102 viene determinada por el segundo espaciador 133. Sin embargo, los bloques de matrices convencionales eran vulnerables a la deformación y la torsión, haciendo difícil mantener el hueco entre ranuras.

De manera adicional, el segundo espaciador 133, que también tiene una estructura similar a la del primer espaciador 113 descrito anteriormente, incluye una segunda porción de abertura 133a en la que un área está cortada y puede interponerse en la porción restante excepto un lado en un área de borde de una superficie opuesta de cada uno del bloque de matriz intermedio 120 y del bloque de matriz superior 130. De manera similar, una dirección circunferencial del segundo espaciador 133 excepto la parte delantera de la ranura superior 102 está bloqueada, y el orificio de descarga superior 102a está formado sólo entre la porción de extremo delantero del bloque de matriz intermedio 120 y una porción de extremo delantero del bloque de matriz superior 130. La porción de extremo delantero del bloque de matriz superior 130 se define como un reborde de matriz superior 131. En otras palabras, el orificio de descarga superior 102a puede formarse haciendo que el reborde de matriz intermedio 121 y el reborde de matriz superior 131 estén separados entre sí.

De manera adicional, el bloque de matriz superior 130 incluye un segundo colector 132 que tiene una profundidad predeterminada en una superficie orientada hacia el bloque de matriz intermedio 120 y conectado en comunicación a la ranura superior 102. Aunque no se muestra en los dibujos, el segundo colector 132 está conectado a una cámara de suministro de la segunda solución de recubrimiento 60 instalada en el exterior a través de una tubería de suministro para recibir la segunda solución de recubrimiento 60. Cuando la segunda solución de recubrimiento 60 se suministra desde el exterior a lo largo de la tubería de suministro en forma de tubo y se llena en el segundo colector 132, el flujo de la segunda solución de recubrimiento 60 se induce a lo largo de la ranura superior 102 conectada en comunicación al segundo colector 132 y se descarga al exterior a través del puerto de descarga superior 102a.

La ranura superior 102 y la ranura inferior 101 forman un cierto ángulo, y el ángulo puede ser de aproximadamente 30 grados a 60 grados. La ranura superior 102 y la ranura inferior 101 pueden interceptarse en un punto, y el orificio de descarga superior 102a y el orificio de descarga inferior 101a pueden estar situados cerca del punto de intersección. Por consiguiente, los puntos de descarga de la primera solución de recubrimiento 50 y de la segunda solución de recubrimiento 60 pueden concentrarse aproximadamente en un punto.

El primer y segundo colectores 112 y 132 están formados respectivamente en el bloque de matriz inferior 110 y en el bloque de matriz superior 130. De esta manera, no sólo puede afectar menos a la deformación del bloque intermedio 120 que es estructuralmente más vulnerable, pero también es posible implementar la estructura que permite el deslizamiento en el bloque de matriz intermedio 120 como en la realización adicional que se describe a continuación.

De acuerdo con el recubridor de matriz de múltiples ranuras 100 que tiene una configuración de este tipo, un rodillo de recubrimiento 200 giratorio está situado delante del recubridor de matriz de múltiples ranuras 100, se acciona el miembro base 300 que se va a recubrir mediante el giro del rodillo de recubrimiento 200, la primera solución de recubrimiento 50 y la segunda solución de recubrimiento 60 están en contacto continuo con la superficie del miembro de base 300, de modo que el miembro de base 300 puede recubrirse en una doble capa. Como alternativa, el suministro y la interrupción de la primera solución de recubrimiento 50 y el suministro y la interrupción de la segunda solución de recubrimiento 60 se realizan de forma alternante, de modo que el recubrimiento de patrones puede realizarse de forma intermitente en el miembro base 300.

Al menos uno del bloque de matriz inferior 110, el bloque de matriz intermedio 120, y el bloque de matriz superior 130 incluye capas de recubrimiento metálico 110b, 120b y 130b sobre los cuerpos cerámicos 110a, 120a y 130a. Aunque la presente realización se describe a modo de ejemplo en el que todos del bloque de matriz inferior 110, el bloque de matriz intermedio 120, y el bloque de matriz superior 130 incluyen capas de recubrimiento metálico sobre cuerpos cerámicos, sólo el bloque inferior 110, sólo el bloque de matriz intermedio 120, o sólo el bloque de matriz superior 130 pueden incluir una capa de recubrimiento metálico sobre un cuerpo cerámico, y sólo el bloque de matriz inferior 110 y el bloque de matriz superior 130 pueden incluir capas de recubrimiento metálico sobre cuerpos cerámicos.

El recubridor de matriz de múltiples ranuras 100 extrude y aplica una solución de recubrimiento sobre una superficie de un miembro base 300 de desplazamiento continuo a través de al menos una de una ranura inferior 101 y una ranura superior 102. Puesto que al menos una porción adyacente a una porción desde la que se descarga la solución de recubrimiento entre el bloque de matriz inferior 110, el bloque de matriz intermedio 120 y el bloque de matriz superior 130 se ve más afectada por la extrusión de la solución de recubrimiento, en particular, cuando la porción incluye las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b y 130b en los cuerpos cerámicos 110a, 120a y 130a, puede reducirse la deformación del hueco entre ranuras. Es decir, es bueno si la porción a la que se aplica presión por la solución de recubrimiento cuando se descarga la solución de recubrimiento, específicamente, una porción del reborde de matriz superior 131, del reborde de matriz intermedio 121, o del reborde de matriz inferior 111 o una porción adyacente a la misma, incluye las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b y 130b sobre los cuerpos cerámicos 110a, 120a y 130a. Es bueno si los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a pueden constituir la totalidad del bloque de matriz inferior 110, del bloque de matriz intermedio 120, y del bloque de matriz superior 130. Cuando resulta difícil fabricar los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a para tener los rebordes de matriz finos y afilados 131, 121, y 111, también es posible formar los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a hasta justo antes de los rebordes de matriz 131, 121, y 111, y formar los rebordes de matriz 131, 121, y 111 completamente con la capa de recubrimiento metálico 110b, 120b y 130b.

Las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b, y 130b pueden cubrir parcial o totalmente los cuerpos cerámicos 110a, 120a y 130a. En otras palabras, las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b, y 130b están formadas al menos en una porción de reborde, pero es bueno si las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b, y 130b se forman en otras porciones, por ejemplo, en las porciones interiores de las ranuras 101 y 102 en contacto con las soluciones de recubrimiento 50 y 60, y una zona (un área desde un colector hasta un puerto de descarga).

En este punto, es preferible que la cerámica que constituye los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a sea un óxido de metal de transición, y el metal que constituye la capa de recubrimiento metálico 110b, 120b, y 130b sea SUS.

Como el óxido de metal de transición, por ejemplo, se utiliza un sistema de óxido de circonio (ZrO2). Los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a pueden obtenerse mediante la sinterización de polvo mezclado que incluye una única materia prima de una pureza igual o superior al 90 % y otros adyuvantes de sinterización a una temperatura elevada igual o superior a 1000 °C. Un cuerpo de moldeo de polvo mezclado para los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a puede obtenerse mediante moldeo por deslizamiento o moldeo a presión. Usando CIP, el moldeo y la sinterización pueden realizarse simultáneamente. Como la cerámica que constituye los cuerpos cerámicos 110a, 120a y 130a, alúmina (AbO3), nitruro de silicio (Si3N4), carburo de silicio (SiC) o sílice (SiO2), que comúnmente se denomina cerámica estructural, pueden usarse.

Puesto que las superficies de los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a obtenidos por sinterización tienen una elevada rugosidad, las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b, y 130b se forman en las superficies para formar una superficie lisa. Un método de formación de las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b y 130b puede ser inmersión, pulverización térmica, laminación simple, etc. Aunque la cerámica y el metal son materiales diferentes, la cerámica y el metal pueden recubrirse sin temor a que se descascarillen, tal como considerando la diferencia en el coeficiente de dilatación térmica tras el recubrimiento del metal. De manera adicional, la presente divulgación propone también medios para impedir el descascarillado.

Por ejemplo, una cerámica a base de ZrO2 tiene un punto de fusión de aproximadamente 2700 °C. El punto de fusión de un material de acero tal como el SUS es de aproximadamente 1500 a 1600 °C. Cuando los cuerpos cerámicos 110a, 120a y 130a se sumergen en un material de acero fundido, las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b, y 130b pueden formarse en toda la superficie de los cuerpos cerámicos 110a, 120a y 130a. En este momento, una capa inferior para perfeccionar la capacidad de unión de la interfaz con las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b y 130b puede formarse primero en las superficies de los cuerpos cerámicos 110a, 120a y 130a antes de la inmersión. También, después de que las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b y 130b se forman, algunas capas de recubrimiento metálico 110b, 120b, y 130b se retiran de la porción que no está relacionada con la descarga de la solución de recubrimiento, de modo que las superficies de los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a están parcialmente expuestas, y a continuación, un material (por ejemplo, una sustancia dieléctrica tal como SiO2) que tiene una fuerza de unión cerámica-material superior a una fuerza de unión cerámica-material se forma además sobre los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a que tienen las superficies expuestas y las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b, y 130b alrededor para acoplar fuertemente el material y los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a, y por tanto, una estructura y un método para impedir que las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b, y 130b intercaladas entre las mismas se desprendan también son posibles.

Materiales fáciles de procesar, tal como el SUS420J2, SUS630, SUS440C, SUS304 y SUS316L, pueden usarse como SUS. El SUS puede ser fácil de procesar, económico, tiene una gran resistencia a la corrosión y puede recubrirse con la forma deseada a bajo coste. Las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b y 130b pueden tener un grosor de 0,1 a 30 mm. Si el grosor es inferior a 0,1 mm, puede resultar difícil recubrir un metal que tiene un grosor uniforme. Si el grosor supera los 30 mm, el efecto de aplicar cerámica puede no maximizarse considerando la proporción ocupada por la cerámica en el volumen total.

La cerámica tiene una gran fuerza, gran resistencia al desgaste, y son muy duros en comparación con los metales, que son materiales existentes, pero son ligeros en comparación con los metales. Cuando el cuerpo del bloque de matriz inferior 110, el bloque de matriz intermedio 120, o el bloque de matriz superior 130 se cuece con un material cerámico (óxido de metal de transición), el cuerpo es resistente a la torsión y a la deformación. Sin embargo, ya que la cerámica es muy quebradiza y se agrieta fácilmente en la superficie, puede resultar difícil usar la cerámica solamente durante un largo periodo de tiempo. De manera adicional, ya que la cerámica suele fabricarse por sinterización de pequeñas partículas de polvo, puede ser difícil tener una superficie lisa debido a la forma de las partículas y los micro orificios (una elevada rugosidad). Por consiguiente, en la presente divulgación, mediante la formación de las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b y 130b sobre los cuerpos cerámicos 110a, 120a y 130a, la estabilización del proceso mediante una aplicación uniforme se realiza manteniendo la propiedad de la cerámica que es resistente a la torsión y a la deformación, al tiempo que se consigue el efecto de impedir el agrietamiento y reducir la iluminancia. De manera adicional, ya que los cuerpos cerámicos 110a, 120a y 130a son materiales quebradizos, puede ser difícil procesar una forma delicada de una porción de borde o una porción de esquina afilada. En un caso de este tipo, los cuerpos cerámicos 110a, 120a, y 130a se sinterizan en una forma a granel hasta el punto de servir de bastidor, y a continuación las capas de recubrimiento metálico 110b, 120b, y 130b formadas en los mismos se procesan de modo que la porción de borde, es decir, una forma delicada del reborde de matriz superior 131, el reborde de matriz intermedio 121 o el reborde de matriz inferior 111, y puede obtenerse la porción de esquina afilada. Por consiguiente, se puede obtener la porción de borde que tiene un rendimiento de recubrimiento ideal. Asimismo, consiguiendo aligerar peso, la manipulación es fácil, y puede reducirse la capacidad de potencia y la compactación de todo un dispositivo.

De acuerdo con la presente divulgación, se proporciona el recubridor de matriz de múltiples ranuras 100 en el que un metal se recubre sobre un cuerpo hecho de un material cerámico que tiene un mejor fenómeno de deformación y torsión que el del metal. En el recubridor de matriz de doble ranura 100, el hueco entre ranuras se modifica menos de acuerdo con la fuerza de fijación del perno cuando se ensamblan los bloques de matrices 110, 120 y 130, y el efecto de mantener el hueco entre ranuras una vez ajustado es excelente. Puesto que la deformación o torsión de un bloque de matriz que es estructuralmente vulnerable se perfecciona mediante un cambio en el material, es posible formar uniformemente una capa de recubrimiento, en particular, una capa de material activo para electrodo, con un grosor deseado, y es posible el recubrimiento simultáneo de dos tipos de lechadas de material activo para electrodo, y por tanto los efectos tanto en el rendimiento como en la productividad son excelentes.

De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, es posible mejorar el perfeccionamiento impidiendo la retorcedura y la deformación del bloque de matriz del recubridor de matriz de múltiples ranuras que tiene un grosor relativamente fino en comparación con el recubridor de matriz de ranura convencional que incluye una ranura. Esto tiene el efecto de asegurar la capacidad del proceso de recubrimiento y asegurar la reproducibilidad.

Cuando el recubridor de matriz de múltiples ranuras de la presente divulgación se utiliza para fabricar un electrodo de una batería secundaria aplicando la lechada de material activo para electrodo sobre un colector de corriente, existe la ventaja de que es posible un recubrimiento uniforme incluso en condiciones a alta velocidad o de aplicación de gran anchura.

Al mismo tiempo, en la presente realización, se ha descrito como ejemplo el caso de aplicar la solución de recubrimiento en dos capas o el caso de realizar el recubrimiento de patrones suministrando alternativamente la solución de recubrimiento, pero se entenderá sin explicación aparte que también se aplica al caso donde dos tipos de soluciones de recubrimiento se unen en medio de una ranura en lugar de descargarse a través de una ranura individual o al caso donde tres o más capas se aplican simultáneamente proporcionando tres o más ranuras. Se entenderá sin explicación detallada que se necesitan cuatro o más bloques de matrices para proporcionar tres o más ranuras.

La Figura 6 es una vista en sección transversal esquemática que ilustra una configuración de una porción de fijación para ensamblarse en un recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con una realización de la invención reivindicada.

Como se ha mencionado anteriormente, la fijación con pernos se utiliza cuando se ensamblan los bloques de matrices 110, 120 y 130. Dado que la cerámica es muy quebradiza, si la fijación de los pernos se realiza directamente a la cerámica, la tensión debida al par de apriete de un perno se acumula, y pueden producirse grietas en la cerámica durante un uso prolongado. Por esta razón, en la invención reivindicada, también se mejora una parte de fijación, tal como se muestra en la Figura 6.

En cuanto a la Figura 6, se forma una ranura 120c en el cuerpo cerámico 120a para el procesamiento del macho de perno para la fijación del perno, y la capa de recubrimiento metálico 120b se carga en la ranura 120c. Se forma un macho de perno 120d en la capa de recubrimiento metálico 120b cargada en la ranura 120c. A continuación, incluso cuando se fija un perno 120e al macho de perno 120d, el macho de perno 120d absorbe el par de apriete del perno y no afecta al cuerpo cerámico 120a. De esta manera, una porción que constituye un cuerpo mecánico es de cerámica, y una superficie o la parte de fijación es de metal para compensar la fragilidad de la cerámica. Aunque en la Figura 6 sólo se ha descrito el cuerpo cerámico 120a del bloque de matriz intermedio 120, la mejora de la parte de fijación como se ha descrito anteriormente puede realizarse igualmente en el bloque de matriz inferior 110 y en el bloque de matriz superior 130.

Las partes de fijación pueden estar formadas a intervalos regulares en una dirección Z en cada una de las matrices 130, 120 y 110. Cuando cada uno de los bloques de matrices 110, 120 y 130 tiene un tamaño grande, las partes de fijación pueden estar formadas también a intervalos regulares en la dirección Y. La ranura 120c y el macho de perno 120d descritos haciendo referencia a la Figura 6 están formados en las partes de fijación. Un miembro de fijación puede incluir una placa de fijación que tiene un tamaño que cubre una pluralidad de machos de perno 120d entre los bloques de matrices 110, 120 y 130 e incluye orificios correspondientes a los machos de perno 120d, y pernos 120 que pasan a través de los orificios de la placa de fijación y se fijan a los respectivos machos de perno 120d.

Por ejemplo, ya que una placa de fijación tiene un tamaño para cubrir el macho de perno 120d formado en el bloque de matriz superior 130 y el macho de perno 120d formado en el bloque de matriz intermedio 120, cuando la placa se coloca entre los dos bloques de matrices 130 y 120 y el perno 120e pasa a través de cada orificio y se sujeta al macho de perno 120d, el bloque superior 130 y el bloque intermedio 120 se fijan a través de la placa de fijación.

Al mismo tiempo, en el recubridor de matriz de múltiples ranuras 100 de acuerdo con la presente divulgación, el reborde de matriz superior 131 puede estar provisto de una forma en la que una porción de esquina opuesta al reborde de matriz intermedio 121 está achaflanada. De acuerdo con una estructura achaflanada del reborde de matriz superior 131, es posible reducir un fenómeno de fuga que es un problema en el proceso convencional de recubrimiento de ranuras de doble capa.

En este sentido, una estructura de reborde de matriz para reducir las fugas de una matriz de múltiples ranuras de acuerdo con otra realización de la presente divulgación se describirá en detalle haciendo referencia a la Figura 7. La Figura 7 es una vista ampliada que ilustra un recubridor de matriz de múltiples ranuras de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, tras la modificación del área B de la Figura 3.

Como en la Figura 7, el reborde superior 131 del recubridor de matriz de múltiples ranuras 100 de acuerdo con otra realización de la presente divulgación incluye una superficie inclinada 131a cortando un área de esquina desde un punto hasta el extremo. El ángulo 0 de la superficie inclinada 131a puede diseñarse dentro de un intervalo de aproximadamente 10 grados a 80 grados. Por esta razón, el puerto de descarga superior 102a se expande gradualmente desde un punto a medida que la anchura del mismo se acerca al exterior. En otras palabras, el puerto de descarga superior 102a de la presente realización puede estar provisto para expandirse gradualmente en una dirección de giro (una dirección de corriente inferior) del rodillo de recubrimiento 200.

Como referencia, en el recubrimiento de ranuras, la fuga se produce cuando una solución de recubrimiento descargada desde un reborde de matriz choca con la superficie del miembro base 300, el flujo de la solución de recubrimiento en una dirección aguas arriba (una dirección opuesta a la dirección de giro del rodillo de recubrimiento 200) es instantáneamente fuerte. El grado de este fenómeno de fuga es diferente en función del hueco de recubrimiento (un hueco entre el rodillo de recubrimiento y el reborde de matriz), un caudal o viscosidad de la solución de recubrimiento, etc. Sin embargo, en el caso de recubrimiento de ranuras de doble capa, ya que la segunda solución de recubrimiento 60 descargada desde el puerto de descarga superior 102a contacta sobre la primera solución de recubrimiento 50 en un estado en el que la primera solución de recubrimiento 50 descargada desde el puerto de descarga inferior 101a contacta primero con la superficie del miembro base 300, en este momento, el flujo en la dirección aguas arriba es más fuerte debido a la presión de descarga de la segunda solución de recubrimiento 60 aplicada a la primera solución de recubrimiento 50, y el fenómeno de fuga se intensifica aún más.

Para reducir este fenómeno de fugas, en la presente realización, el orificio de descarga superior 102a se ha ampliado gradualmente aplicando una estructura de chaflán al reborde de matriz superior 131, de modo que el área de contacto es más amplia al momento en que la segunda solución de recubrimiento 60 entra en contacto con la primera solución de recubrimiento 50. En este caso, ya que la presión aplicada a la primera solución de recubrimiento 50 se dispersa y alivia gracias a la segunda solución de recubrimiento 60 , puede reducirse la fuerza de flujo de la primera solución de recubrimiento 50 en la dirección aguas arriba.

De manera adicional, ya que la segunda solución de recubrimiento 60 puede incidir oblicuamente a lo largo de la superficie inclinada 131a del reborde de matriz superior 131 con respecto a la superficie del miembro de base 300, el flujo de la segunda solución de recubrimiento 60 junto con la primera solución de recubrimiento 50 puede ser más intenso en una dirección aguas abajo (la dirección de giro del rodillo de recubrimiento 200), dirección del eje Y) y, por tanto, pueden reducirse las fugas.

De acuerdo con otro aspecto de la presente divulgación, dispersando la presión de una solución de recubrimiento superior mediante la aplicación de una estructura de chaflán a un reborde de matriz superior, es posible perfeccionar el fenómeno de fuga hacia un reborde de matriz inferior, mejorando de este modo la calidad del recubrimiento de un producto.

A continuación, aún otra realización de la presente divulgación se describirá haciendo referencia a las Figuras 8 y 9. Los mismos números de referencia que en la realización descrita anteriormente denotan los mismos miembros, y se omitirán las descripciones redundantes de los mismos miembros, y se describirán principalmente las diferencias con la realización descrita anteriormente.

En la realización descrita anteriormente, el bloque de matriz intermedio 120 incluye un bloque, de modo que las posiciones relativas del puerto de descarga superior 102a y del puerto de descarga inferior 101a no puedan ajustarse de forma variable, pero de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, las posiciones relativas del orificio de descarga superior 102a y del orificio de descarga inferior 101a pueden ajustarse fácilmente.

Para este fin, en un recubridor de matriz de múltiples ranuras 100' de acuerdo con otra realización del presente documento, el bloque de matriz intermedio 120 incluye un primer bloque de matriz intermedio 122 y un segundo bloque de matriz intermedio 124, y el primer bloque de matriz intermedio 122 y el segundo bloque de matriz intermedio 124 están en contacto cara a cara entre sí arriba y abajo, pero se deslizan a lo largo de una superficie de contacto para ser móviles entre sí. Y, el primer bloque de matriz intermedio 122 está acoplado fijamente al bloque de matriz inferior 110 mediante un acoplamiento de pernos, etc., y el segundo bloque de matriz intermedio 124 está acoplado fijamente al bloque de matriz superior 130 mediante un acoplamiento de pernos, etc. Por consiguiente, el primer bloque de matriz intermedio 122 y el bloque de matriz inferior 110 pueden moverse integralmente, y el segundo bloque de matriz intermedio 124 y el bloque de matriz superior 130 pueden moverse integralmente.

En el recubridor de matriz de múltiples ranuras 100', si es necesario, los dos puertos de descarga 101a y 102a pueden estar separados entre sí en una dirección horizontal para disponerse hacia delante y hacia atrás.

Es decir, como se muestra en las Figuras 8 y 9, se utiliza un aparato independiente para ajustar la forma del recubridor de matriz de múltiples ranuras 100', o bien un operario puede realizar a mano el movimiento relativo del bloque de matriz inferior 110 y del bloque de matriz superior 130.

Por ejemplo, en un estado donde el bloque de matriz inferior 110 no se mueve y se deja tal cual, puede formarse un escalón entre el orificio de descarga inferior 101a y el orificio de descarga superior 102a moviendo el bloque de matriz superior 130 a lo largo de una superficie deslizante una cierta distancia D hacia atrás o hacia delante opuesta a una dirección de descarga de las soluciones de recubrimiento 50 y 60. En este punto, la superficie de deslizamiento significa una superficie opuesta de la primera matriz intermedia 122 y de la segunda matriz intermedia 124.

La anchura D del escalón formado como se ha descrito anteriormente puede determinarse dentro de un intervalo de aproximadamente varios cientos de micrómetros a varios milímetros, que puede determinarse de acuerdo con las propiedades físicas y la viscosidad de la primera solución de recubrimiento 50 y la segunda solución de recubrimiento 60 formadas sobre el miembro de base 300, o un grosor deseado para cada capa del miembro de base 300. Por ejemplo, a medida que aumenta el grosor de una capa de recubrimiento que debe formarse sobre el miembro base 300, un valor numérico de la anchura D del escalón puede aumentar.

De manera adicional, ya que el orificio de descarga inferior 101a y el orificio de descarga superior 102a están dispuestos en posiciones separadas entre sí en la dirección horizontal, no hay preocupación de que la segunda solución de recubrimiento 60 descargada desde el puerto de descarga superior 102a fluya hacia el puerto de descarga inferior 101a o la primera solución de recubrimiento 50 descargada desde el puerto de descarga inferior 101a fluya hacia el puerto de descarga superior 102a.

Es decir, no existe la preocupación de que la solución de recubrimiento descargada a través del puerto de descarga inferior 101a o del puerto de descarga superior 102a quede bloqueada por una superficie que forma el escalón formado entre el puerto de descarga inferior 101a y el puerto de descarga superior 102a y fluya hacia el otro puerto de descarga, de modo que se pueda proceder a un proceso de recubrimiento de material activo multicapa más uniforme.

El recubridor de matriz de múltiples ranuras 100' de acuerdo con otra realización de la presente divulgación como se ha descrito anteriormente puede ajustarse simplemente mediante el movimiento deslizante del bloque de matriz inferior 110 y/o del bloque de matriz superior 130, en un caso donde la posición relativa entre el orificio de descarga inferior 101a y el orificio de descarga superior 102a necesita cambiarse, y no hay necesidad de desmontar y volver a montar cada uno de los bloques de matrices 110, 120 y 130, y por tanto la capacidad de proceso puede mejorarse en gran medida.

De acuerdo con otro aspecto de la presente divulgación, la capacidad del proceso de recubrimiento de múltiples ranuras puede perfeccionarse ajustando fácilmente las posiciones de los orificios de descarga superior e inferior moviendo relativamente los bloques de matrices superior e inferior de acuerdo con las condiciones del proceso de recubrimiento.

Al mismo tiempo, para facilitar la ilustración, los cuerpos cerámicos y las capas de recubrimiento metálico no se muestran por separado en las Figuras 7 a 9 referidas a la realización adicional, pero la descripción de la primera realización se aplica tal cual a este respecto. En particular, se apreciará que el perfeccionamiento de la parte de fijación como se describe haciendo referencia a las Figuras 6 puede aplicarse al acoplamiento de pernos entre el primer bloque matriz intermedio 122 y el bloque matriz inferior 110 y al acoplamiento de pernos entre el segundo bloque matriz intermedio 124 y el bloque matriz superior 130.

En lo sucesivo, se describe como ejemplo comparativo un recubridor de matriz de doble ranura fabricado únicamente de metal de acuerdo con la técnica convencional, y se describe indirectamente el efecto del recubridor de matriz de doble ranura que incluye las capas de recubrimiento de metal sobre los cuerpos cerámicos de acuerdo con la presente divulgación.

Como se ha mencionado anteriormente, el recubridor de matriz original de doble ranura es estructuralmente vulnerable a la deformación y la torsión debido al escaso grosor de cada bloque de matriz. Cuando se aumenta el tamaño del bloque de matriz (cambio del ángulo), se cambia la dirección de descarga, lo que provoca un problema de deterioro de la capacidad del proceso de recubrimiento.

En el recubridor de matriz de doble ranura convencional fabricado solamente de metal, para confirmar la influencia de la inclinación de la ranura debida al cambio del ángulo del bloque de matriz en la estabilidad del recubrimiento, la ranura superior y la ranura inferior se analizaron inclinando cada una de ellas 30 grados en dirección opuesta al bloque de matriz intermedio.

El Caso 1 es que la ranura superior tiene un ángulo de 120 grados con respecto a una superficie de un miembro base y la ranura inferior tiene un ángulo de 90 grados con respecto a la superficie del miembro base inclinando la ranura superior 30 grados, El caso 2 es que todas las ranuras estén en posición vertical de modo que cada una de la ranura superior y la ranura inferior tengan un ángulo de 90 grados, y el caso 3 es que la ranura superior tenga un ángulo de 90 grados y la ranura inferior tenga un ángulo de 60 grados inclinando la ranura inferior 30 grados. El estado de cada una de las capas de recubrimiento es el que se muestra en la Figura 10. Las posiciones de un borde de recubrimiento y un punto de separación se muestran en la Figura 10. La Figura 10 muestra el aspecto del recubrimiento de acuerdo con el cambio en el ángulo del bloque de matriz en un ejemplo comparativo. En la Figura 10, (a), (b), y (c) representan el caso 1, caso 2, y caso 3, respectivamente.

Las posiciones del borde de recubrimiento y del punto de separación para cada caso se resumen en la Tabla 1.

La estabilidad del recubrimiento puede determinarse por las posiciones del borde de recubrimiento y el punto de separación.

Como resultado de cambiar el ángulo de la ranura superior y el ángulo de la ranura inferior como se ha descrito anteriormente, en cuanto a la estabilidad del recubrimiento, el caso 2 fue igual o mejor que el caso 3 y el caso 1 fue el peor (caso 2 > caso 3 > caso 1). En comparación con el caso 2, en el que todas las ranuras están en posición vertical, el caso 1 y el caso 2 se refieren a un método de suministro de soluciones en forma de V por intuición en cualquiera de las ranuras. Este método de suministro de soluciones tiene el problema de que es difícil formar una capa doble porque se producen entremezclas debido a la formación de vórtices en una región en la que confluyen las lechadas superior e inferior. Cuando se aumenta el tamaño del bloque de matriz y se cambia el ángulo como se ha descrito anteriormente, se cambia la dirección de descarga, lo que provoca el deterioro de la capacidad del proceso de recubrimiento.

En cuanto a la vulnerabilidad a la deformación, el caso 1 y el caso 3 eran similares, y resultaban muy vulnerables en comparación con el caso 2 (caso 1 = caso 3 >> caso 2). Es decir, cuando se modifica el ángulo, como en el caso 1 y el caso 3, el bloque de matriz intermedio es demasiado fino para ser vulnerable. Es decir, incluso si la deformación y la torsión se perfeccionan aumentando los grosores de los bloques de matrices superior/inferior situados fuera entre los tres bloques de matrices, sigue siendo difícil compensar la deformación del bloque intermedio más vulnerable estructuralmente. Por lo tanto, puede verse que es difícil mejorar la deformación y la torsión mediante un cambio en la estructura, a menos que se realice un cambio en el material metálico que constituye el bloque de matriz existente. En la presente divulgación, ya que se usan cuerpos cerámicos que tienen una excelente resistencia a la deformación y a la torsión, la torsión y la deformación pueden reducirse al mínimo sin cambiar el ángulo del bloque de la matriz en comparación con el ejemplo comparativo.

En el recubridor de matriz de doble ranura convencional fabricado solamente de metal, los huecos entre ranuras (el tamaño de un orificio de descarga entre el bloque de matriz superior y el bloque de matriz intermedio, es decir, un hueco de la ranura superior) de acuerdo con las respectivas resistencias de apriete de los tornillos al ensamblar el bloque de matriz superior y el bloque de matriz intermedio se miden en la TD (la dirección de anchura del bloque de matriz perpendicular a una dirección de desplazamiento) y se resumen en la Figura 11 y en la Tabla 2. La Figura 11 es un gráfico de un cambio en el hueco entre ranuras en la TD de acuerdo con la fuerza de fijación en el ejemplo comparativo. En el gráfico, el eje X representa un desplazamiento en dirección TD medido desde un extremo del bloque de matriz, y el eje Y representa el tamaño del hueco entre ranuras.

T l 2

Tras ensamblar el bloque de matriz superior y el bloque de matriz intermedio como en la muestra 1, cuando se usa un par de apriete de 350 N, una diferencia máxima-mínima del hueco entre ranuras es 39 pm. Cuando la fuerza de fijación se cambia a 150 N y 200 N en el orden de las muestras 2 y 3, la diferencia máxima-mínima se reduce a 13 pm y 12 pm. Como se ha descrito anteriormente, en la técnica relacionada, el cambio en el hueco entre ranuras es fácil de acuerdo con la fuerza de fijación. Convencionalmente, aunque la fuerza de fijación se haya fijado en 200 N y se haya conseguido ensamblar firmemente el bloque superior y el bloque intermedio, hubo que soportar una diferencia máximamínima de 12 pm. Sin embargo, en la presente divulgación, ya que se usan cuerpos cerámicos que tienen una excelente resistencia a la deformación y a la torsión, no hay preocupación de que haya una gran diferencia máximamínima del hueco entre ranuras de acuerdo con la fuerza de fijación en comparación con el ejemplo comparativo.

La presente divulgación se ha descrito en detalle. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican realizaciones preferidas de la divulgación, se proporcionan únicamente a modo de ilustración, ya que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la divulgación serán evidentes para los expertos en la materia a partir de esta descripción detallada.

Al mismo tiempo, aunque los términos que indican direcciones tales como arriba, abajo, izquierda y derecha se usan en la presente memoria descriptiva, estos términos son sólo por comodidad de descripción, y es evidente para los expertos en la materia que estos términos pueden variar dependiendo de la posición de un objeto objetivo o de la posición de un observador.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un recubridor de matriz de múltiples ranuras(100) que comprende una ranura inferior (101) y una ranura superior (102), comprendiendo el recubridor de matriz de múltiples ranuras (100):

un bloque de matriz inferior (110);

un bloque de matriz intermedio (120) situado encima del bloque de matriz inferior (110) para formar entre los mismos la ranura inferior (101); y

un bloque de matriz superior (130) situado encima del bloque de matriz intermedio (120) para formar entre los mismos la ranura superior (102),

en donde al menos uno del bloque de matriz inferior (110), el bloque de matriz intermedio (120), y el bloque de matriz superior (130) comprende una capa de recubrimiento metálico (110b, 120b, 130b) sobre un cuerpo cerámico (110a, 120a, 130a),

caracterizado porquese forma una ranura (120c) en el cuerpo cerámico para el procesamiento del macho de perno para la fijación de pernos, la capa de recubrimiento metálico (120b) se carga en la ranura (120c), y se forma un macho de perno (120d) en la capa de recubrimiento metálico (120b) cargada en la ranura (120c).

2. El recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) de la reivindicación 1,

en donde el recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) está configurado para extrudir y aplicar una solución de recubrimiento sobre una superficie de un miembro base (300) de desplazamiento continuo a través de al menos una de la ranura inferior (101) y la ranura superior (102), y una porción entre el bloque de matriz inferior (110), el bloque de matriz intermedio (120), y el bloque de matriz superior (130) adyacente a al menos una porción desde la que se descarga la solución de recubrimiento comprende la capa de recubrimiento metálico (110b, 120b, 130b) sobre el cuerpo cerámico (110a, 120a, 130a).

3. El recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) de la reivindicación 1,

en donde el bloque de matriz inferior (110), el bloque de matriz intermedio (120), y el bloque de matriz superior (130) comprenden, respectivamente, un reborde de matriz inferior (111), un reborde de matriz intermedio (121), y un reborde de matriz superior (131) que forman porciones de extremo delantero de los mismos, y al menos uno del reborde de matriz inferior (111), el reborde de matriz intermedio (121), y el reborde de matriz superior (131) comprende la capa de recubrimiento metálico (110b, 120b, 130b) sobre el cuerpo cerámico (110a, 120a, 130a).

4. El recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3, en donde la cerámica es un óxido de metal de transición y el metal es SUS.

5. El recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) de la reivindicación 3, en donde una porción de esquina del reborde de matriz superior (131) opuesta al reborde de matriz intermedio (121) está achaflanada.

6. El recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) de la reivindicación 5, en donde la porción de esquina del reborde de matriz superior (131) está provista de una forma cortada oblicuamente con un ángulo de 10 grados a 80 grados, de modo que el reborde de matriz superior (131) comprende una superficie inclinada (131a).

7. El recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) de la reivindicación 1, en donde un ángulo formado por la ranura inferior (101) y la ranura superior (102) es de 30 grados a 60 grados.

8. El recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) de la reivindicación 1,

en donde el bloque de matriz intermedio (120) comprende un primer bloque de matriz intermedio (122) y un segundo bloque de matriz intermedio (124) en contacto cara a cara entre sí hacia arriba y hacia abajo y que se deslizan a lo largo de una superficie de contacto para ser móviles entre sí, y

en donde el primer bloque de matriz intermedio (122) está acoplado fijamente al bloque de matriz inferior (110), y el segundo bloque de matriz intermedio (124) está acoplado fijamente al bloque de matriz superior (130).

9. El recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) de la reivindicación 1,

en donde el bloque de matriz inferior (110), el bloque de matriz intermedio (120), y el bloque de matriz superior (130) comprenden, respectivamente, un reborde de matriz inferior (111), un reborde de matriz intermedio (121), y un reborde de matriz superior (131) que forman porciones de extremo delantero de los mismos, entre el reborde de matriz inferior (111) y el reborde de matriz intermedio (121) se forma un puerto de descarga inferior (101a) conectado en comunicación con la ranura inferior (101), y entre el reborde de matriz intermedio (121) y el reborde de matriz superior (131) se forma un puerto de descarga superior (102a) conectado en comunicación con la ranura superior (102), y entre el puerto de descarga inferior (101a) y el puerto de descarga superior (102a) se forma un escalón predeterminado.

10. El recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) de la reivindicación 1, comprendiendo, además:

un primer espaciador (113) interpuesto entre el bloque de matriz inferior (110) y el bloque de matriz intermedio (120) para ajustar una anchura de la ranura inferior (101), y

un segundo espaciador interpuesto entre el bloque de matriz intermedio (120) y el bloque de matriz superior (130) para ajustar una anchura de la ranura superior (102).

11. El recubridor de matriz de múltiples ranuras (100) de la reivindicación 1,

en donde el bloque de matriz inferior (110) comprende un primer colector (112) configurado para alojar una primera solución de recubrimiento (50) y conectado en comunicación con la ranura inferior (101), y el bloque de matriz superior (130) comprende un segundo colector (132) configurado para alojar una segunda solución de recubrimiento (60) y conectado en comunicación con la ranura superior (102).