項目名稱： 用于戶外燈具的石墨烯新材料及新工藝

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申報單位： 中山德誠智造光電有限公司

綜合介紹或申報理由：

新材料：德誠智造通過多年摸索與反復試驗，現已成功研制出照明行業第一款高導熱（2.0 W/m.K）、不導電（耐高壓10000V）添加了石墨烯配方的散熱新材料。產品關鍵指標（導熱率、耐壓性）是照明行業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及國內安規測試，整燈成本比壓鑄燈具節省40%以上，剛申請國家發明專利，專利號：201810248518.5。

新工藝：即內嵌DOB光源一體化成型工藝，優化了原有塑包鋁注塑工藝，燈具外殼能節省20%以上成本。新工藝通過機械手改造生產設備，實現生產制造自動化、標準化、流程化，能提升產品生產環節的一致性和可靠性，還能提升200%的生產效率，剛申請國家發明專利，專利號：201810248590.8。

價值闡述：新材料與新工藝搭配DOB光源的創新結合，集合石墨烯的散熱優勢，塑料輕薄、便宜、絕緣、耐腐蝕等優勢，做到耐壓10KV有效防雷擊浪沖，且在安全及固定上，可大幅減少危險性，因此能廣泛應用于各類戶外燈具外殼（如投光燈、路燈、工礦燈、洗墻燈等）；能幫下游制造商節省創新成本、減輕產品重量，實現產品輕薄化，設計多樣化；還能用最小的代價獲得最好的性能，達到成本更低，市場接受度會更高的目的。同時，新材料與新工藝的創新結合，還能為國家節省金屬資源、避免浪費，生產過程更環保，更符合國家綠水青山就是金山銀山的發展主題。

前景目標：不斷地優化產品性能與成本，通過3年努力，力爭占據>10%的戶外套件市場。

石墨烯新材料技術參數：

與國內外同類產品或同類技術的比較情況：

一、前瞻性：
1、石墨烯新材料對比金屬燈具外殼的優點有：①環保性能好、②抗腐蝕性能強、③易成型、設計上造型多樣、④相比金屬材料不需要機加工，表面處理，成本優勢大。
2、石墨烯國內外積極探索的新材料，性能出眾，在照明行業先應用于散熱器，后續還有更廣泛的應用有待技術團隊持續開發。
3、人工組裝到設備自動化，符合國際工業4.0和智能制造2025，從低端數量到高效質量的國家策略。
4、DOB光源元器件簡單，成本低，全貼片生產加工，效率高，飛利浦，歐司朗、亞明等產品廣泛應用，市場接受度已大幅提升，正在成為一種主流技術和產品。
5、與石墨烯新材料優勢互補，成本更低，安全絕緣性更好。不斷地優化產品性能與成本，通過3年努力，占據>10%的戶外套件市場。

實現一體化新工藝的自動化產線設備

實現一體化新工藝的自動化產線設備

二、重大創新、全球領先：

1、石墨烯新材料，產品關鍵指標（導熱率、耐壓性）是照明行業主流散熱材料兩倍以上。剛申請國家發明專利，專利號：201810248518.5。
2、新工藝應用讓石墨烯與燈板的無縫銜接，節省傳統塑包鋁工藝中的五金件，減少兩層熱阻，實現戶外燈具結構的重大變革。剛申請國家發明專利，專利號：201810248590.8。
3、新工藝，相比壓鑄鋁傳統工藝，不需要用鋁了，減化了五金加工、拋光、表面處理、來運運輸、焊線、涂散熱膠水、打螺絲等低效的人工作業工序，成本降低20%，生產效率提升了200%以上，還有效的避免了各流通環節產品不良率的產生。

導熱率測試現場數據：1.88-1.91 W/m.K

耐電壓測試現場數據：10Kv 0.259mA 30S Pass

香港科大實驗室6600V電氣強度測試，點擊打開視頻

一體化成型制成工藝圖

經濟評價分析：

一、經濟性分析
1、目前成功開發出的石墨烯新材料，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行后續表面處理，所以其加工成本遠比金屬散熱器來得低，材料成本節省近20%，散熱器成本節省近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，節省了零配件存儲空間，運輸/倉儲費用節省60%

重量對比圖：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投光燈成本對比圖：石墨烯新材料vs金屬燈具，整燈節省53%

6、30W投光燈成本對比圖：石墨烯新材料vs 塑包鋁，整燈節省23%

二、投資回報

1、以技術及成本投入而言，目前市面注塑模具費比金屬模具還稍便宜30%，開發時間少30%，投資回報率更高。
2、按1萬個投光燈計算，傳統生產周期35天，一體化工藝周期15天，效率提升233%。
3、按1萬個投光燈計算，傳統制程需1000工時，一體化工藝500工時，效率提升200%。

三、其他收益
1、整個產線都符合國家環境評估認證要求，安全無污染，綠水青山就是金山銀山，有較好的社會經濟效益。
2、石墨烯材料日后普及上量后，材料供應成本下降空間還很大。

技術及工藝創新要點：

一、技術創新點：
1、一般傳統的材料導熱率約0.2~0.4W/m.K，市面常見導熱材料導熱率在0.8~1.0W/m.K，添加石墨烯配方的新材料導熱率達到2.0 W/m.K，且耐壓過10000V。產品性能比傳統塑料提升5~10倍，比導熱塑料提高2倍以上。
2、石墨烯與燈板的無縫銜接，在實用效果上降低了成本及人工，對戶外及室內燈具的結構實現了重大的變革。日后采用石墨烯替換金屬，環保、成本有巨大的貢獻。
3、新工藝燈板焊錫溫度240-260°，通過超導技術，瞬間降溫，通過循環冷卻系統保持模具溫度恒定，解決注塑為溫度在280-300°時不會損傷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，生產過程中不會傷及LED燈珠及IC。
5、新工藝更簡單，成品生產工序更少、生產效率提高2倍以上，更適合大批量生產。

二、設計創新點
1、達到產品輕、薄、短、小的趨勢潮流，并讓產品的設計更美觀、更有質感！
2、產品設計上可簡化電源腔體，實現整燈輕量化、空間更小。
3、相比市場塑包鋁工藝，去掉了埋入導熱鋁件，降低20%的成本，提高了200%的生產制程效率。
4、目前在室內外產品制程過程中，一體成型工藝算行業首家，具有較強的獨創性與技術領先優勢。

三、其他創新點
1、石墨烯新材料的絕緣性能增加了產品抗雷擊能力，與DOB光源配合性價比更好，過安規的成本更低。
2、新工藝的改良，充當了橋梁，有效的把石墨烯新材料與DOB光源整合到了一起，實現成本雙降，并能廣泛應用到現有的戶外產品如投光燈、路燈、工礦燈、投射燈、洗墻燈產品。

路燈裝配對比圖：傳統路燈需在燈板與散熱器處涂導熱膠，上螺絲，人工高、效率低。

路燈裝配對比圖：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。

實際運用案例和用戶評價意見：

一、技術獨立性
1、新材料：導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，不受其他技術制約，已實現大規模批量生產，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技術。
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、戶外長時間日曬雨淋出現燈板與外殼腐蝕、開裂、變形等問題。
3、新材料+新技術，已量產投光燈產品，并通過基礎性能、機械性能、熱學性能、絕緣性能、防火性能、環保性能測試，產品品質已趨于穩定，目前耐候性能、防水性能測試正在進行中，后續補充測試報告數據。

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

石墨烯一體化路燈（實物圖）

石墨烯一體化投光燈（實物圖）

石墨烯一體化洗墻燈產品效果圖

三、投光燈的應用案例及用戶評價
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，生產效率比傳統金屬材料投光燈提升200%以上，重量僅為傳統投光燈50%，成本可節省40%以上，且具有抗腐蝕性強、抗紫外，防水、防火、安全性高、節能環保等特點。
2、投光燈一體化注塑成型，一致性強、穩定性高。卡扣式安裝，安裝方便、生產效率高。外殼絕緣，耐10000V以上電壓，產品安全性高，符合北美、歐洲各國出口認證要求。
3、石墨烯新材料導熱系數達到2.0 w/m.k，與鋁基板導熱率相同，因此產品設計時去掉了傳統塑包鋁工藝的五金導熱件，整體成本下降10%以上。
4、新工藝，通過機械設備實現自動化生產，產品一致性強、穩定性高。相比傳統注塑工藝節省了50%五金件的成本，提高了200%的生產效率，更適用大規模批量生產。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個熱阻介質層（導熱膠、五金散熱器），直接將燈珠通過鋁基板傳導至石墨烯散熱器。鋁基板無需螺絲固定連接，節約人工；燈板同散熱體中間無縫隙，節省中間導熱硅膠及涂抹人工。
5、同傳統外置電源金屬外殼投光燈對比，產品整體厚度降低了60%左右，重量減少了50%以上，對企業來講，可以大幅降低運輸費用，提供產品競爭力。
6、國內雷士、海德信（立達信旗下品牌）大批量使用。已累計出貨200萬套，國外中東熱帶地區、俄羅斯寒帶地區客戶使用穩定，客訴率<1‰，客戶返單率>60%，訂單量每年遞增300%。