項(xiàng)目名稱： 用于戶外燈具的石墨烯新材料及新工藝

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申報(bào)單位： 中山德誠智造光電有限公司

綜合介紹或申報(bào)理由：

新材料：德誠智造通過多年摸索與反復(fù)試驗(yàn)，現(xiàn)已成功研制出照明行業(yè)第一款高導(dǎo)熱（2.0 W/m.K）、不導(dǎo)電（耐高壓10000V）添加了石墨烯配方的散熱新材料。產(chǎn)品關(guān)鍵指標(biāo)（導(dǎo)熱率、耐壓性）是照明行業(yè)主流散熱材料兩倍以上，且新材料具有較高的絕緣性，能以更低的成本過UL、CE及國內(nèi)安規(guī)測試，整燈成本比壓鑄燈具節(jié)省40%以上，剛申請(qǐng)國家發(fā)明專利，專利號(hào)：201810248518.5。

新工藝：即內(nèi)嵌DOB光源一體化成型工藝，優(yōu)化了原有塑包鋁注塑工藝，燈具外殼能節(jié)省20%以上成本。新工藝通過機(jī)械手改造生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、流程化，能提升產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一致性和可靠性，還能提升200%的生產(chǎn)效率，剛申請(qǐng)國家發(fā)明專利，專利號(hào)：201810248590.8。

價(jià)值闡述：新材料與新工藝搭配DOB光源的創(chuàng)新結(jié)合，集合石墨烯的散熱優(yōu)勢，塑料輕薄、便宜、絕緣、耐腐蝕等優(yōu)勢，做到耐壓10KV有效防雷擊浪沖，且在安全及固定上，可大幅減少危險(xiǎn)性，因此能廣泛應(yīng)用于各類戶外燈具外殼（如投光燈、路燈、工礦燈、洗墻燈等）；能幫下游制造商節(jié)省創(chuàng)新成本、減輕產(chǎn)品重量，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕薄化，設(shè)計(jì)多樣化；還能用最小的代價(jià)獲得最好的性能，達(dá)到成本更低，市場接受度會(huì)更高的目的。同時(shí)，新材料與新工藝的創(chuàng)新結(jié)合，還能為國家節(jié)省金屬資源、避免浪費(fèi)，生產(chǎn)過程更環(huán)保，更符合國家綠水青山就是金山銀山的發(fā)展主題。

前景目標(biāo)：不斷地優(yōu)化產(chǎn)品性能與成本，通過3年努力，力爭占據(jù)>10%的戶外套件市場。

石墨烯新材料技術(shù)參數(shù)：

與國內(nèi)外同類產(chǎn)品或同類技術(shù)的比較情況：

一、前瞻性：
1、石墨烯新材料對(duì)比金屬燈具外殼的優(yōu)點(diǎn)有：①環(huán)保性能好、②抗腐蝕性能強(qiáng)、③易成型、設(shè)計(jì)上造型多樣、④相比金屬材料不需要機(jī)加工，表面處理，成本優(yōu)勢大。
2、石墨烯國內(nèi)外積極探索的新材料，性能出眾，在照明行業(yè)先應(yīng)用于散熱器，后續(xù)還有更廣泛的應(yīng)用有待技術(shù)團(tuán)隊(duì)持續(xù)開發(fā)。
3、人工組裝到設(shè)備自動(dòng)化，符合國際工業(yè)4.0和智能制造2025，從低端數(shù)量到高效質(zhì)量的國家策略。
4、DOB光源元器件簡單，成本低，全貼片生產(chǎn)加工，效率高，飛利浦，歐司朗、亞明等產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，市場接受度已大幅提升，正在成為一種主流技術(shù)和產(chǎn)品。
5、與石墨烯新材料優(yōu)勢互補(bǔ)，成本更低，安全絕緣性更好。不斷地優(yōu)化產(chǎn)品性能與成本，通過3年努力，占據(jù)>10%的戶外套件市場。

實(shí)現(xiàn)一體化新工藝的自動(dòng)化產(chǎn)線設(shè)備

實(shí)現(xiàn)一體化新工藝的自動(dòng)化產(chǎn)線設(shè)備

二、重大創(chuàng)新、全球領(lǐng)先：

1、石墨烯新材料，產(chǎn)品關(guān)鍵指標(biāo)（導(dǎo)熱率、耐壓性）是照明行業(yè)主流散熱材料兩倍以上。剛申請(qǐng)國家發(fā)明專利，專利號(hào)：201810248518.5。
2、新工藝應(yīng)用讓石墨烯與燈板的無縫銜接，節(jié)省傳統(tǒng)塑包鋁工藝中的五金件，減少兩層熱阻，實(shí)現(xiàn)戶外燈具結(jié)構(gòu)的重大變革。剛申請(qǐng)國家發(fā)明專利，專利號(hào)：201810248590.8。
3、新工藝，相比壓鑄鋁傳統(tǒng)工藝，不需要用鋁了，減化了五金加工、拋光、表面處理、來運(yùn)運(yùn)輸、焊線、涂散熱膠水、打螺絲等低效的人工作業(yè)工序，成本降低20%，生產(chǎn)效率提升了200%以上，還有效的避免了各流通環(huán)節(jié)產(chǎn)品不良率的產(chǎn)生。

導(dǎo)熱率測試現(xiàn)場數(shù)據(jù)：1.88-1.91 W/m.K

耐電壓測試現(xiàn)場數(shù)據(jù)：10Kv 0.259mA 30S Pass

香港科大實(shí)驗(yàn)室6600V電氣強(qiáng)度測試，點(diǎn)擊打開視頻

一體化成型制成工藝圖

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析：

一、經(jīng)濟(jì)性分析
1、目前成功開發(fā)出的石墨烯新材料，比重1.8，而金屬鋁的比重則約為2.7，所以導(dǎo)熱塑料所制成的散熱器，其重量為金屬散熱器的2/3
2、注塑成型后的塑料散熱器不需再進(jìn)行后續(xù)表面處理，所以其加工成本遠(yuǎn)比金屬散熱器來得低，材料成本節(jié)省近20%，散熱器成本節(jié)省近30%
3、加工成形周期比金屬壓鑄效率高200%
4、整燈重量更輕、外形更薄，節(jié)省了零配件存儲(chǔ)空間，運(yùn)輸/倉儲(chǔ)費(fèi)用節(jié)省60%

重量對(duì)比圖：30W飛利浦金屬投光燈 VS 30W石墨烯投光燈，金屬重1.6倍

5、30W投光燈成本對(duì)比圖：石墨烯新材料vs金屬燈具，整燈節(jié)省53%

6、30W投光燈成本對(duì)比圖：石墨烯新材料vs 塑包鋁，整燈節(jié)省23%

二、投資回報(bào)

1、以技術(shù)及成本投入而言，目前市面注塑模具費(fèi)比金屬模具還稍便宜30%，開發(fā)時(shí)間少30%，投資回報(bào)率更高。
2、按1萬個(gè)投光燈計(jì)算，傳統(tǒng)生產(chǎn)周期35天，一體化工藝周期15天，效率提升233%。
3、按1萬個(gè)投光燈計(jì)算，傳統(tǒng)制程需1000工時(shí)，一體化工藝500工時(shí)，效率提升200%。

三、其他收益
1、整個(gè)產(chǎn)線都符合國家環(huán)境評(píng)估認(rèn)證要求，安全無污染，綠水青山就是金山銀山，有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
2、石墨烯材料日后普及上量后，材料供應(yīng)成本下降空間還很大。

技術(shù)及工藝創(chuàng)新要點(diǎn)：

一、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：
1、一般傳統(tǒng)的材料導(dǎo)熱率約0.2~0.4W/m.K，市面常見導(dǎo)熱材料導(dǎo)熱率在0.8~1.0W/m.K，添加石墨烯配方的新材料導(dǎo)熱率達(dá)到2.0 W/m.K，且耐壓過10000V。產(chǎn)品性能比傳統(tǒng)塑料提升5~10倍，比導(dǎo)熱塑料提高2倍以上。
2、石墨烯與燈板的無縫銜接，在實(shí)用效果上降低了成本及人工，對(duì)戶外及室內(nèi)燈具的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了重大的變革。日后采用石墨烯替換金屬，環(huán)保、成本有巨大的貢獻(xiàn)。
3、新工藝燈板焊錫溫度240-260°，通過超導(dǎo)技術(shù)，瞬間降溫，通過循環(huán)冷卻系統(tǒng)保持模具溫度恒定，解決注塑為溫度在280-300°時(shí)不會(huì)損傷LED燈珠、IC芯片及燈板元器件的問題。
4、新工藝采用模具抗靜電技術(shù)，生產(chǎn)過程中不會(huì)傷及LED燈珠及IC。
5、新工藝更簡單，成品生產(chǎn)工序更少、生產(chǎn)效率提高2倍以上，更適合大批量生產(chǎn)。

二、設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)
1、達(dá)到產(chǎn)品輕、薄、短、小的趨勢潮流，并讓產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更美觀、更有質(zhì)感！
2、產(chǎn)品設(shè)計(jì)上可簡化電源腔體，實(shí)現(xiàn)整燈輕量化、空間更小。
3、相比市場塑包鋁工藝，去掉了埋入導(dǎo)熱鋁件，降低20%的成本，提高了200%的生產(chǎn)制程效率。
4、目前在室內(nèi)外產(chǎn)品制程過程中，一體成型工藝算行業(yè)首家，具有較強(qiáng)的獨(dú)創(chuàng)性與技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。

三、其他創(chuàng)新點(diǎn)
1、石墨烯新材料的絕緣性能增加了產(chǎn)品抗雷擊能力，與DOB光源配合性價(jià)比更好，過安規(guī)的成本更低。
2、新工藝的改良，充當(dāng)了橋梁，有效的把石墨烯新材料與DOB光源整合到了一起，實(shí)現(xiàn)成本雙降，并能廣泛應(yīng)用到現(xiàn)有的戶外產(chǎn)品如投光燈、路燈、工礦燈、投射燈、洗墻燈產(chǎn)品。

路燈裝配對(duì)比圖：傳統(tǒng)路燈需在燈板與散熱器處涂導(dǎo)熱膠，上螺絲，人工高、效率低。

路燈裝配對(duì)比圖：新材料+新工藝燈板與散熱器可完全貼合，更有利于散熱，效率更高。

實(shí)際運(yùn)用案例和用戶評(píng)價(jià)意見：

一、技術(shù)獨(dú)立性
1、新材料：導(dǎo)熱率比市面同類散熱材料性能提高一倍，并解決了燈板10000V以上絕緣問題，不受其他技術(shù)制約，已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模批量生產(chǎn)，能有效的為各類戶外燈具廠商提供原料，為替換金屬材料提供與服務(wù)技術(shù)。
2、新工藝：解決了280-300°高溫瞬間融化燈板和燈珠的問題，解決了靜電問題，解決了燈板與外殼貼合度不高、戶外長時(shí)間日曬雨淋出現(xiàn)燈板與外殼腐蝕、開裂、變形等問題。
3、新材料+新技術(shù)，已量產(chǎn)投光燈產(chǎn)品，并通過基礎(chǔ)性能、機(jī)械性能、熱學(xué)性能、絕緣性能、防火性能、環(huán)保性能測試，產(chǎn)品品質(zhì)已趨于穩(wěn)定，目前耐候性能、防水性能測試正在進(jìn)行中，后續(xù)補(bǔ)充測試報(bào)告數(shù)據(jù)。

二、技術(shù)可行性
1、注塑是成熟的工藝，容易大批量量產(chǎn)。在提升導(dǎo)熱效果的同時(shí)，我們特別關(guān)注到材料的加工性，在多方面的測試與改良后，已成功開發(fā)出高導(dǎo)熱且加工性好的導(dǎo)熱材料。
2、新材料可達(dá)到UL 94 V0等級(jí)，絕緣性能可符合燈具安規(guī)要求，戶外抗紫外能力強(qiáng)，能滿足3-5年產(chǎn)品質(zhì)保要求。
3、新材料可塑性強(qiáng)，能幫助設(shè)計(jì)師發(fā)揮想象能力與創(chuàng)作空間，以利產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)與輕量化。
4、新工藝已成熟，相比市場注塑工藝大幅提升了制程效率，目前已量產(chǎn)了投光燈、筒燈等產(chǎn)品，正在設(shè)計(jì)開模工礦燈、路燈、洗墻燈等產(chǎn)品。

石墨烯一體化路燈（實(shí)物圖）

石墨烯一體化投光燈（實(shí)物圖）

石墨烯一體化洗墻燈產(chǎn)品效果圖

三、投光燈的應(yīng)用案例及用戶評(píng)價(jià)
1、采用石墨烯新材料+DOB光源，通過一體成型工藝而制成的超薄LED投光燈，生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)金屬材料投光燈提升200%以上，重量僅為傳統(tǒng)投光燈50%，成本可節(jié)省40%以上，且具有抗腐蝕性強(qiáng)、抗紫外，防水、防火、安全性高、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。
2、投光燈一體化注塑成型，一致性強(qiáng)、穩(wěn)定性高?？凼桨惭b，安裝方便、生產(chǎn)效率高。外殼絕緣，耐10000V以上電壓，產(chǎn)品安全性高，符合北美、歐洲各國出口認(rèn)證要求。
3、石墨烯新材料導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到2.0 w/m.k，與鋁基板導(dǎo)熱率相同，因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)去掉了傳統(tǒng)塑包鋁工藝的五金導(dǎo)熱件，整體成本下降10%以上。
4、新工藝，通過機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，產(chǎn)品一致性強(qiáng)、穩(wěn)定性高。相比傳統(tǒng)注塑工藝節(jié)省了50%五金件的成本，提高了200%的生產(chǎn)效率，更適用大規(guī)模批量生產(chǎn)。燈板與散熱器可以完全貼合，更有利于燈板的散熱，還能減少2個(gè)熱阻介質(zhì)層（導(dǎo)熱膠、五金散熱器），直接將燈珠通過鋁基板傳導(dǎo)至石墨烯散熱器。鋁基板無需螺絲固定連接，節(jié)約人工；燈板同散熱體中間無縫隙，節(jié)省中間導(dǎo)熱硅膠及涂抹人工。
5、同傳統(tǒng)外置電源金屬外殼投光燈對(duì)比，產(chǎn)品整體厚度降低了60%左右，重量減少了50%以上，對(duì)企業(yè)來講，可以大幅降低運(yùn)輸費(fèi)用，提供產(chǎn)品競爭力。
6、國內(nèi)雷士、海德信（立達(dá)信旗下品牌）大批量使用。已累計(jì)出貨200萬套，國外中東熱帶地區(qū)、俄羅斯寒帶地區(qū)客戶使用穩(wěn)定，客訴率<1‰，客戶返單率>60%，訂單量每年遞增300%。