In de moderne productie-industrie is de roll-to-roll-vacuümcoatingmachine een onmisbare kernapparatuur geworden op gebieden als verpakking, elektronica, optica en nieuwe energie. Het realiseert de afzetting van functionele films op flexibele webmaterialen onder vacuümomstandigheden, waardoor de prestaties van het materiaal worden verbeterd en de toepassingsmogelijkheden ervan worden uitgebreid. Voor professionals die zich bezighouden met filmproductie, aanschaf van apparatuur of onderhoud, is het begrijpen van de belangrijkste componenten van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine niet alleen de basis voor het garanderen van een stabiele productie, maar ook de sleutel tot het optimaliseren van procesparameters en het verminderen van uitvalpercentages. Dit artikel zal systematisch de kerncomponenten van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine ontleden, hun functies, werkingsprincipes en impact op de coatingkwaliteit uitleggen, en u helpen een uitgebreid inzicht te krijgen in deze uiterst nauwkeurige apparatuur.

1. Vacuümsysteem: de kernbasis van de Roll-to-Roll-vacuümcoatingmachine

Het vacuümsysteem is het "hart" van de roll-to-roll-vacuümcoatingmachine, omdat het de hoogvacuümomgeving creëert en onderhoudt die nodig is voor het coatingproces. Zonder een stabiele en betrouwbare vacuümomgeving zullen de coatingdeeltjes tijdens het afzettingsproces in grote hoeveelheden met luchtmoleculen botsen, wat leidt tot defecten zoals ongelijkmatige filmdikte, bellen en slechte hechting. Het vacuümsysteem van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine bestaat hoofdzakelijk uit twee delen: de vacuümkamer en de vacuümpompeenheid.

1.1 Vacuümkamer

De vacuümkamer is de "werkplaats" waar de roll-to-roll vacuümcoatingmachine het coatingproces voltooit. Het is een afgesloten container gemaakt van hoogwaardig roestvrij staal om atmosferische druk te weerstaan ​​en langdurige luchtdichtheid te garanderen. Het ontwerp van de vacuümkamer moet aan meerdere eisen voldoen: ten eerste moet er voldoende interne ruimte zijn voor het baantransmissiesysteem, het coatingbronsysteem en andere componenten; ten tweede moet de binnenwand glad en gemakkelijk schoon te maken zijn om te voorkomen dat stof of reststoffen de filmkwaliteit aantasten; ten derde is het uitgerust met meerdere flenzen en interfaces om de vacuümpompeenheid, het gasregelsysteem en sensoren aan te sluiten.

Bij de werking van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine bepaalt de luchtdichtheid van de vacuümkamer direct of de vereiste vacuümgraad kan worden bereikt. Veel voorkomende luchtlekpunten zijn onder meer flensafdichtingen, deursloten en interfaceverbindingen. Daarom gebruiken fabrikanten meestal hoogwaardige O-ringen voor afdichting en voeren ze regelmatig lekdetectietests uit om de luchtdichtheid van de kamer te garanderen. Bovendien zijn sommige grootschalige roll-to-roll-vacuümcoatingmachines ontworpen met een gesplitste vacuümkamer, wat handig is voor onderhoud en vervanging van interne componenten, vooral als het gaat om baanmaterialen met een brede breedte.

1.2 Vacuümpompeenheid

De vacuümpompeenheid is de "krachtbron" die lucht uit de vacuümkamer van de roll-to-roll-vacuümcoatingmachine zuigt. Omdat het coatingproces verschillende vacuümniveaus vereist, kan een enkele vacuümpomp niet aan de eisen voldoen. Daarom is de vacuümpompeenheid van de roll-to-roll-vacuümcoatingmachine meestal een combinatie van meerdere pompen met verschillende pompsnelheden en vacuümbereiken, die in fasen werken om de beoogde vacuümgraad te bereiken.

·Mechanische vacuümpomp: Als pomp in de eerste fase wordt deze voornamelijk gebruikt om de lucht in de vacuümkamer naar een laag vacuüm te zuigen. Veel voorkomende typen zijn onder meer draaischuifpompen en wortelspompen. De roterende schottenpomp heeft een eenvoudige structuur en lage kosten, die geschikt is voor kleine en middelgrote rol-tot-rol vacuümcoatingmachines; de wortelspomp heeft een grote pompsnelheid en kan de druk in de kamer snel verlagen, wat vaak wordt gebruikt in grootschalige of snelle roll-to-roll vacuümcoatingmachines.

·Hoogvacuümpomp: Nadat de mechanische pomp de laagvacuümfase heeft voltooid, extraheert de hoogvacuümpomp het resterende gas in de kamer verder om de hoogvacuümtoestand te bereiken die nodig is voor het coaten. Veel voorkomende typen zijn onder meer diffusiepompen en moleculaire pompen. De diffusiepomp maakt gebruik van oliedamp op hoge temperatuur om gasmoleculen aan te drijven en heeft een hoge pompsnelheid voor niet-condenseerbare gassen, die veel wordt gebruikt in roll-to-roll vacuümcoatingmachines van het verdampingstype; de moleculaire pomp maakt gebruik van roterende rotorbladen met hoge snelheid om gasmoleculen te "slaan" en ze te ontladen, met een hoge vacuümgraad en zonder olievervuiling, wat geschikt is voor rol-tot-rol vacuümcoatingmachines die filmlagen met een hoge zuiverheid vereisen.

De coördinatie van de vacuümpompunit is cruciaal voor de efficiëntie van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine. Als de pompsnelheid van de mechanische pomp onvoldoende is, zal het langer duren voordat een laag vacuüm wordt bereikt; als de hoogvacuümpomp uitvalt, zal het onmogelijk zijn om het beoogde vacuümniveau te bereiken, wat leidt tot coatingdefecten. Daarom is het bij het dagelijkse onderhoud van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine noodzakelijk om regelmatig het oliepeil van de mechanische pomp te controleren, het filter van de moleculaire pomp schoon te maken en de kwetsbare onderdelen te vervangen om de stabiele werking van de vacuümpompeenheid te garanderen.

2. Webtransportsysteem: zorgen voor stabiliteitOperatievan webmaterialen in een rol-tot-rol vacuümcoatingmachine

Het baantransportsysteem is verantwoordelijk voor het afwikkelen, transporteren en opwikkelen van flexibele baanmaterialen in de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine. De kernvereiste is ervoor te zorgen dat het web met een constante snelheid en stabiele spanning loopt en dat er geen afwijkingen optreden tijdens het coatingproces. Elke instabiliteit in het transportproces zal defecten veroorzaken, zoals oneffenheden in de filmdikte, kreukels in het web of schade aan de randen. Het baantransportsysteem van de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine omvat hoofdzakelijk afwikkelmechanismen, opwikkelmechanismen, spanningscontrolesystemen en geleidingsrollen.

2.1 Afwikkelmechanisme

Het afwikkelmechanisme bevindt zich bij de ingang van de vacuümkamer van de roll-to-roll-vacuümcoatingmachine en wordt gebruikt om het opgerolde baanmateriaal continu in het coatinggebied te voeren. De belangrijkste componenten zijn onder meer een afwikkelrol, een baanaandrukrol en een apparaat voor afwijkingscorrectie. De afwikkelrol is verbonden met een snelheidsregulerende motor, die de afwikkelsnelheid aanpast aan de coatingsnelheid; de baanaandrukrol wordt gebruikt om de baan plat te maken en te voorkomen dat luchtbellen met de baan de vacuümkamer binnendringen; het afwijkingscorrectieapparaat bewaakt de randpositie van de baan in realtime. Als de baan afwijkt, past hij de positie van de afwikkelrol aan, zodat de baan langs het vooraf ingestelde pad loopt.

Bij het ontwerp van het afwikkelmechanisme voor de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine is het noodzakelijk om rekening te houden met de kenmerken van verschillende baanmaterialen. Dunne plastic films zijn bijvoorbeeld gevoelig voor vervorming, dus de afwikkelrol moet een glad oppervlak en de juiste hardheid hebben; metaalfolies hebben een hoge stijfheid, dus de afwikkelsnelheid moet stabieler zijn om spanningsschommelingen te voorkomen. Bovendien zijn sommige roll-to-roll vacuümcoatingmachines uitgerust met een voorverwarmingsapparaat aan het afwikkelende uiteinde om vocht en onzuiverheden op het oppervlak van de baan te verwijderen, wat de hechting van de filmlaag helpt verbeteren.

2.2 Opwindmechanisme

Het opwindmechanisme bevindt zich aan de uitgang van de vacuümkamer van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine en wordt gebruikt om het gecoate web tot een nette rol te wikkelen. Net als het afwikkelmechanisme omvat het ook een wikkelrol, een baanaandrukrol en een spanningscontroleapparaat. De wikkelrol wordt aangedreven door een koppelmotor of een servomotor, die de wikkelspanning aanpast aan de diameter van de opgerolde baan. Wanneer de diameter van de rol toeneemt, moet de wikkelsnelheid enigszins worden verlaagd om een ​​constante spanning te behouden; de webaandrukrol drukt het gecoate web stevig aan om losse wikkeling te voorkomen en de dichtheid van de rol te garanderen.

De kwaliteit van het opwindmechanisme heeft rechtstreeks invloed op de daaropvolgende verwerking van de baan. Als de opwikkelspanning bijvoorbeeld te hoog is, kan de baan uitgerekt of zelfs gebroken worden; als de spanning te laag is, kan de rol los zitten en gevoelig zijn voor wegglijden van de laag. Daarom maakt de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine meestal gebruik van een spanningscontrolesysteem met gesloten lus voor het opwindmechanisme, dat spanningssignalen verzamelt via sensoren en de motorsnelheid in realtime aanpast om een ​​stabiele spanning tijdens het gehele wikkelproces te garanderen.

2.3 Spanningscontrolesysteem

Het spanningscontrolesysteem is het "zenuwcentrum" van het baantransportsysteem in de roll-to-roll vacuümcoatingmachine. Het coördineert de afwikkel- en opwindmechanismen om de spanning van het web binnen het ingestelde bereik te houden. Het spanningscontrolesysteem omvat voornamelijk spanningssensoren, controllers en actuatoren. De spanningssensor wordt geïnstalleerd tussen de afwikkel- en opwikkelmechanismen om de spanning van het web in realtime te detecteren; de controller vergelijkt de gedetecteerde spanningswaarde met de ingestelde waarde en stuurt instelsignalen naar de actuator; de actuator past de afwikkelsnelheid of het opwindkoppel aan volgens de signalen om de spanning in evenwicht te brengen.

Bij snelle roll-to-roll vacuümcoatingmachines is de reactiesnelheid van het spanningscontrolesysteem bijzonder belangrijk. Als het systeem te langzaam reageert, zullen er spanningsschommelingen optreden als de baansnelheid verandert, wat leidt tot afwijkingen in de filmdikte. Daarom gebruiken geavanceerde rol-tot-rol-vacuümcoatingmachines meestal servomotoren met hoge reactiesnelheden en digitale spanningsregelaars om de nauwkeurigheid en stabiliteit van de spanningsregeling te verbeteren.

2.4 Geleidingsrollen

Geleidingsrollen zijn verdeeld over het baantransportpad van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine, inclusief de binnen- en buitenkant van de vacuümkamer. Hun belangrijkste functie is om het web langs het vooraf ingestelde pad te geleiden en ervoor te zorgen dat het web vlak is tijdens het coatingproces. De geleidingsrollen zijn meestal gemaakt van roestvrij staal of een aluminiumlegering en hun oppervlakken zijn gepolijst tot een hoge afwerking om krassen op de baan te voorkomen. Bovendien zijn sommige geleidingsrollen in de vacuümkamer uitgerust met verwarmings- of koelfuncties: de verwarmingsgeleidingsrol kan de baan voorverwarmen om de uniformiteit van de filmlaag te verbeteren; de koelgeleidingsrol kan het gecoate web op tijd afkoelen om te voorkomen dat de filmlaag door hoge temperaturen wordt beschadigd.

De installatiepositie en parallelliteit van de geleidingsrollen hebben een grote invloed op de looptoestand van de baan. Als de geleidingsrollen niet parallel staan, zal de baan afwijken; als het oppervlak van de geleidingsrol vervuild is, laat dit sporen achter op de baan. Daarom is het bij het dagelijkse onderhoud van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine noodzakelijk om het oppervlak van de geleidingsrollen regelmatig schoon te maken en hun parallelliteit en concentriciteit te controleren.

3. Coatingbronsysteem: de kern van filmafzetting in een roll-to-roll vacuümcoatingmachine

Het coatingbronsysteem is het onderdeel dat coatingdeeltjes genereert in de roll-to-roll vacuümcoatingmachine en deze op het oppervlak van de baan afzet om een ​​filmlaag te vormen. Het type coatingbronsysteem bepaalt de coatingtechnologie en de prestaties van de filmlaag. Volgens verschillende coatingtechnologieën kan het coatingbronsysteem van de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine worden onderverdeeld in verdampingsbronnen, sputterdoelen en reactie-apparaten.

3.1 Verdampingsbron

Verdampingscoating is een van de meest gebruikte technologieën in roll-to-roll vacuümcoatingmachines, vooral geschikt voor het afzetten van metaalfilms en oxidefilms. De verdampingsbron is de kerncomponent van het verdampingscoatingsysteem, dat het coatingmateriaal tot een hoge temperatuur verwarmt om het te laten verdampen of sublimeren, en de gegenereerde dampdeeltjes vliegen naar het oppervlak van het web onder invloed van vacuüm en condenseren om een ​​film te vormen. Veel voorkomende soorten verdampingsbronnen in rol-tot-rol vacuümcoatingmachines zijn onder meer:

• Weerstandsverdampingsbron: Er wordt gebruik gemaakt van een metaaldraad met hoge weerstand of een smeltkroes om het coatingmateriaal te verwarmen. Wanneer een elektrische stroom door het weerstandsmateriaal gaat, genereert deze warmte om het coatingmateriaal te smelten of te verdampen. De weerstandsverdampingsbron heeft een eenvoudige structuur en lage kosten, die geschikt is voor het coaten van materialen met lage smeltpunten. De verwarmingstemperatuur is echter beperkt en is niet geschikt voor materialen met een hoog smeltpunt.

• Elektronenbundelverdampingsbron: Deze maakt gebruik van een elektronenkanon om hoogenergetische elektronenbundels uit te zenden, die gericht zijn op het oppervlak van het coatingmateriaal om het te verwarmen. De verdampingsbron met elektronenbundel heeft een hoge verwarmingstemperatuur en kan bijna alle metalen en niet-metalen verdampen. Bovendien is de elektronenbundel geconcentreerd en is het verwarmingsoppervlak klein, wat de verontreiniging van de filmlaag door het smeltkroesmateriaal kan voorkomen. Daarom wordt het veel gebruikt in rol-tot-rol vacuümcoatingmachines die filmlagen met een hoge zuiverheid vereisen.

• Inductieverdampingsbron: Het maakt gebruik van hoogfrequente inductiestroom om een ​​wisselend magnetisch veld te genereren, dat wervelstromen in het geleidende coatingmateriaal induceert om het te verwarmen. De inductieverdampingsbron heeft een uniforme verwarming en een hoog rendement, wat geschikt is voor het coaten van materialen met een goede geleidbaarheid. Het wordt vaak gebruikt in roll-to-roll vacuümcoatingmachines voor het produceren van geleidende films.

Bij het ontwerp van de verdampingsbron in de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine moet rekening worden gehouden met de breedte van de baan. Voor baanmaterialen met een brede breedte wordt gewoonlijk een verdampingssysteem met meerdere bronnen gebruikt, waarbij meerdere verdampingsbronnen langs de breedterichting van de baan zijn gerangschikt om een ​​uniforme filmdikte te garanderen. Bovendien heeft de afstand tussen de verdampingsbron en het web ook invloed op de filmkwaliteit; een te korte afstand zal leiden tot een ongelijkmatige filmdikte, terwijl een te lange afstand de afzettingssnelheid zal verminderen.

3.2 Sputterdoel

Sputtercoating is een andere belangrijke coatingtechnologie in roll-to-roll vacuümcoatingmachines, die geschikt is voor het afzetten van harde films, samengestelde films en meerlaagse films. Het sputterdoel is het kernonderdeel van het sputtercoatingsysteem. In de hoogvacuümomgeving wordt inert gas in de vacuümkamer van de rol-tot-rolvacuümcoatingmachine geïntroduceerd en wordt een hoge spanning aangelegd tussen het doel en het web om het inerte gas in ionen te ioniseren. De ionen worden versneld door het elektrische veld en bombarderen het oppervlak van het doel, en de doelatomen worden uitgeschakeld en afgezet op het oppervlak van het web om een ​​filmlaag te vormen. De prestaties van het sputterdoel hebben rechtstreeks invloed op de kwaliteit en de afzettingssnelheid van de filmlaag. De belangrijkste parameters van het sputterdoel zijn onder meer:

• Materiaalzuiverheid: De zuiverheid van het doelmateriaal moet hoog zijn, anders worden er onzuiverheden in de filmlaag geïntroduceerd, wat de prestaties van de film beïnvloedt. Bij de productie van geleidende films moet de zuiverheid van het doel bijvoorbeeld een hoog niveau bereiken om de geleidbaarheid van de film te garanderen.

• Dichtheid: Het doel met hoge dichtheid heeft een uniforme structuur en een stabiele sputtersnelheid, waardoor de vorming van deeltjes tijdens het sputteren kan worden vermeden. Daarom wordt het sputterdoel van de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine gewoonlijk gemaakt door heet persen of sinteren om de dichtheid ervan te verbeteren.

• Grootte en vorm: De grootte van het doel wordt bepaald door de breedte van het web. Voor rol-tot-rol vacuümcoatingmachines met brede breedte worden lange stripdoelen gebruikt, die langs de breedterichting van de baan zijn gerangschikt om een ​​uniforme filmdikte te garanderen. Bovendien heeft de vorm van het doel ook invloed op de sputterefficiëntie: cilindrische doelen hebben een groter sputteroppervlak en een hogere afzettingssnelheid, die geschikt zijn voor snelle rol-tot-rol vacuümcoatingmachines.

Veel voorkomende soorten sputtertechnologieën in roll-to-roll vacuümcoatingmachines zijn onder meer DC-sputteren, RF-sputteren en magnetronsputteren. Onder hen wordt magnetronsputteren het meest gebruikt. Het voegt een magnetisch veld toe nabij het doel om elektronen op te vangen, de ionisatiesnelheid van inert gas te verhogen en de sputtersnelheid te verbeteren. Magnetronsputterdoelen worden veel gebruikt bij de productie van flexibele elektronische films, decoratieve films en functionele barrièrefilms.

3.3 Reactieapparaat

Chemical Vapour Deposition is een coatingtechnologie die gebruik maakt van chemische reacties om filmvormende stoffen op het oppervlak van het web te genereren. Het is geschikt voor het afzetten van keramische films en halfgeleiderfilms.

Het reactieapparaat van de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine omvat hoofdzakelijk een reactiekamer, een gasinlaatsysteem en een verwarmingssysteem. In de vacuümomgeving wordt het reactiegas in de reactiekamer geïntroduceerd en onder invloed van verwarming of plasma ondergaat het reactiegas chemische reacties om vaste filmvormende stoffen te genereren, die op het oppervlak van het web worden afgezet om een ​​filmlaag te vormen. Het reactieapparaat van de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine stelt hoge eisen aan de controle van de reactieomstandigheden. De temperatuur, druk en gasstroomsnelheid in de reactiekamer moeten nauwkeurig worden geregeld om de uniformiteit en zuiverheid van de filmlaag te garanderen. Bij de productie van barrièrefilms voor voedselverpakkingen wordt de reactietemperatuur bijvoorbeeld gewoonlijk binnen een bepaald bereik geregeld en wordt de gasstroomsnelheid aangepast aan de coatingsnelheid om de barrièreprestaties van de film te garanderen.

Vergeleken met verdampingscoating en sputtercoating heeft Chemical Vapour Deposition de voordelen van een goede filmhechting en uniforme filmdikte, maar de afzettingssnelheid is lager. Daarom wordt het vaak gebruikt in roll-to-roll vacuümcoatingmachines die hoge filmprestaties vereisen maar geen hoge productiesnelheid, zoals de productie van halfgeleiderfilms voor flexibele elektronica.

4. Verwarmings- en koelsysteem: handhaving van een stabiele temperatuuromgeving voor de roll-to-roll vacuümcoatingmachine

Het coatingproces van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine is zeer temperatuurgevoelig. Een te hoge of te lage temperatuur heeft invloed op de kwaliteit van de filmlaag en de stabiliteit van de apparatuur. Het verwarmings- en koelsysteem is verantwoordelijk voor het aanpassen van de temperatuur van de vacuümkamer, het baanmateriaal en de coatingbron om een ​​stabiele temperatuuromgeving voor het coatingproces te behouden.

4.1 Verwarmingssysteem

Het verwarmingssysteem van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine heeft hoofdzakelijk twee functies: het voorverwarmen van het baanmateriaal en het verwarmen van de vacuümkamer.

• Voorverwarmen van de baan: Voordat de baan het coatinggebied binnengaat, moet deze worden voorverwarmd om vocht en vluchtige onzuiverheden van het oppervlak te verwijderen. Dit kan niet alleen de hechting van de filmlaag verbeteren, maar ook het ontstaan ​​van bellen in de filmlaag als gevolg van de verdamping van vocht tijdens het coatingproces voorkomen. Het voorverwarmen van de baan wordt meestal voltooid door een voorverwarmrol of een infraroodverwarmer die is geïnstalleerd aan het afwikkelende uiteinde van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine. De voorverwarmingstemperatuur wordt bepaald door het materiaal van de baan. De voorverwarmingstemperatuur van sommige films ligt bijvoorbeeld meestal binnen een bepaald bereik, terwijl de voorverwarmingstemperatuur van metaalfolies hoger kan zijn.

• Verwarming van de vacuümkamer: Bij sommige coatingprocessen moet de vacuümkamer tot een bepaalde temperatuur worden verwarmd om de chemische reactie van het coatingmateriaal te bevorderen. De verwarming van de vacuümkamer wordt meestal gerealiseerd door verwarmingsmantels of verwarmingsstaven die op de buitenwand van de kamer zijn geïnstalleerd. De verwarmingsmantel wordt rond de buitenwand van de vacuümkamer gewikkeld en verwarmt de kamer door middel van elektrische verwarming; de verwarmingsstaaf wordt in de kamer gestoken en verwarmt direct de interne omgeving. De temperatuur van de vacuümkamer wordt geregeld door een temperatuursensor en een controller, en de nauwkeurigheid ligt meestal binnen een klein bereik.

Bovendien heeft de verdampingsbron van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine ook een ingebouwd verwarmingssysteem, dat wordt gebruikt om het coatingmateriaal tot de verdampingstemperatuur te verwarmen. De verwarmingstemperatuur van de verdampingsbron wordt geregeld door een thermokoppel of een optische pyrometer, en de nauwkeurigheid moet hoog zijn om de stabiliteit van de verdampingssnelheid te garanderen.

4.2 Koelsysteem

Het koelsysteem van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine wordt gebruikt om de vacuümkamer, de coatingbron en het gecoate web te koelen om oververhitting te voorkomen.

• Vacuümkamerkoeling: Tijdens de werking van de roll-to-roll-vacuümcoatingmachine zullen de vacuümpompeenheid en de coatingbron veel warmte genereren, waardoor de temperatuur van de vacuümkamer zal stijgen. Als de temperatuur te hoog is, heeft dit invloed op de luchtdichtheid van de kamer en de stabiliteit van het web. Daarom is de buitenwand van de vacuümkamer meestal uitgerust met een koelwatermantel en wordt koelwater gecirculeerd om de warmte af te voeren. Voor kleinschalige roll-to-roll vacuümcoatingmachines kan ook luchtkoeling worden gebruikt, maar de koelefficiëntie is lager dan die van waterkoeling.

• Coatingbronkoeling: De coatingbron zal tijdens het coatingproces veel warmte genereren. Als het niet op tijd wordt afgekoeld, wordt het bronmateriaal beschadigd en wordt de coatingsnelheid beïnvloed. Het sputterdoel wordt gewoonlijk gekoeld door interne waterkoeling; koelwater stroomt door het koelkanaal in het doel om de warmte weg te voeren; de verdampingsbron met elektronenbundels wordt gekoeld door waterkoeling of oliekoeling, en het koelmedium circuleert door de koelmantel van het elektronenkanon om te voorkomen dat het elektronenkanon oververhit raakt.

• Webkoeling: Nadat het web is gecoat, zal de temperatuur ervan stijgen als gevolg van de hitte van de coatingbron. Als het niet op tijd wordt afgekoeld, kan het web worden vervormd en kan de filmlaag worden geoxideerd. Daarom is de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine meestal uitgerust met een koelrol bij de uitgang van de vacuümkamer. De koelrol is inwendig gevuld met koelwater en het gecoate web staat in nauw contact met de koelrol om een ​​snelle koeling te bereiken.

Het verwarmings- en koelsysteem van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine is een gesloten regelsysteem. De temperatuursensor verzamelt het temperatuursignaal in realtime en stuurt dit naar de controller. De controller past het verwarmingsvermogen of de stroomsnelheid van het koelmedium aan volgens de ingestelde temperatuur om de temperatuurstabiliteit van elk onderdeel te garanderen.

5. Besturingssysteem: het "brein" van de Roll-to-Roll-vacuümcoatingmachine

Het besturingssysteem is het ‘brein’ van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine, die alle componenten integreert en bestuurt om de gecoördineerde werking van de gehele apparatuur te garanderen. De geavanceerde aard en stabiliteit van het besturingssysteem bepalen rechtstreeks het automatiseringsniveau, de productie-efficiëntie en de coatingkwaliteit van de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine.

5.1 Hardwarecomponenten

De hardware van het besturingssysteem van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine omvat hoofdzakelijk een programmeerbare logische controller, een mens-machine-interface, sensoren en actuatoren.

• Programmable Logic Controller: Als kern van het besturingssysteem is deze verantwoordelijk voor het verwerken van verschillende ingangssignalen en het verzenden van besturingssignalen naar de actuatoren. De programmeerbare logische controller van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine heeft meestal een modulair ontwerp, dat de invoer-/uitvoerpunten kan uitbreiden afhankelijk van het aantal componenten. Geavanceerde roll-to-roll vacuümcoatingmachines maken gebruik van programmeerbare logische controllers van industriële kwaliteit met hoge betrouwbaarheid en snelle responssnelheid.

• Mens-machine-interface: Dit is de bedieningsinterface tussen de operator en de roll-to-roll-vacuümcoatingmachine. Het is meestal een aanraakscherm waarmee de operator procesparameters kan instellen, de bedrijfsstatus van de apparatuur kan controleren en foutinformatie kan bekijken. De mens-machine-interface van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine heeft een gebruiksvriendelijk ontwerp: de belangrijkste parameters worden in realtime weergegeven met digitale of grafische interfaces, en foutmeldingen zijn duidelijk en gemakkelijk te begrijpen, wat handig is voor de operator om te bedienen en te onderhouden.

• Sensoren: Sensoren zijn de "ogen" van het besturingssysteem, die in realtime verschillende procesparameters van de roll-to-roll-vacuümcoatingmachine verzamelen. Gebruikelijke sensoren omvatten vacuümsensoren voor het detecteren van de vacuümgraad van de kamer, spanningssensoren voor het detecteren van de spanning van het web, temperatuursensoren voor het detecteren van de temperatuur van de coatingbron en het web, en filmdiktesensoren voor het detecteren van de dikte van de filmlaag. De nauwkeurigheid van de sensoren heeft rechtstreeks invloed op de regelprecisie van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine. De nauwkeurigheid van de filmdiktesensor moet bijvoorbeeld binnen een klein bereik liggen om de uniformiteit van de filmdikte te garanderen.

• Actuators: Actuators zijn de "handen" van het besturingssysteem, die de besturingssignalen uitvoeren die door de programmeerbare logische controller worden verzonden. Gebruikelijke actuatoren omvatten servomotoren voor het aandrijven van de afwikkel- en opwindmechanismen, stappenmotoren voor het aanpassen van de positie van de coatingbron, elektromagnetische kleppen voor het regelen van de gasstroom, en frequentieomvormers voor het aanpassen van de snelheid van de vacuümpomp. De reactiesnelheid en nauwkeurigheid van de actuatoren zijn cruciaal voor de stabiliteit van de rol-tot-rol-vacuümcoatingmachine. De servomotor voor spanningscontrole moet bijvoorbeeld een snelle responstijd hebben om snelle spanningsschommelingen op te vangen.

5.2 Softwarefuncties

De software van het besturingssysteem van de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine is de "ziel" van het systeem, dat de logische besturing, het procesbeheer en de foutdiagnose van de apparatuur realiseert.

• Logische besturing: De software bestuurt de sequentiële werking van elk onderdeel van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine. Voordat het coatingproces wordt gestart, bestuurt de software bijvoorbeeld eerst de vacuümpompeenheid om de lucht in de kamer te onttrekken tot de beoogde vacuümgraad; start vervolgens het baantransportsysteem om de baan met een constante snelheid te laten draaien; start ten slotte het coatingbronsysteem om het coatingproces te starten. Tijdens het coatingproces past de software de parameters van elk onderdeel in realtime aan op basis van de signalen die door de sensoren worden verzameld. Als de spanningssensor bijvoorbeeld detecteert dat de baanspanning te hoog is, verlaagt de software de opwikkelsnelheid om de spanning te verlagen.

• Procesbeheer: De software kan meerdere sets procesparameters opslaan voor verschillende coatingvereisten. De operator kan de bijbehorende parameterset oproepen op basis van de productietaak, wat de bediening vereenvoudigt en de consistentie van de coatingkwaliteit garandeert. Bovendien kan de software de productiegegevens van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine registreren, wat handig is voor traceerbaarheid en kwaliteitsanalyse.

• Foutdiagnose: De software beschikt over een foutdiagnosefunctie, die de bedrijfsstatus van elk onderdeel in realtime bewaakt. Als er een fout optreedt, stuurt de software onmiddellijk een alarmsignaal naar de mens-machine-interface, geeft de locatie en oorzaak van de fout weer en neemt overeenkomstige beschermende maatregelen om verdere schade aan de apparatuur te voorkomen. De foutdiagnosefunctie van de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine kan de onderhoudstijd aanzienlijk verkorten en de bezettingsgraad van de apparatuur verbeteren.

6. Gasregelsysteem: Zorgen voor de zuiverheid en stabiliteit van het coatinggas in een roll-to-roll vacuümcoatingmachine

Bij sommige coatingprocessen van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine is het noodzakelijk om een ​​bepaald type gas in de vacuümkamer te introduceren om deel te nemen aan de coatingreactie of om de vacuümgraad aan te passen. Het gascontrolesysteem is verantwoordelijk voor het leveren van zeer zuiver gas en het regelen van de gasstroomsnelheid en -druk om de stabiliteit van het coatingproces en de kwaliteit van de filmlaag te garanderen.

6.1 Gastoevoersysteem

Het gastoevoersysteem van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine omvat voornamelijk gasflessen, gasfilters en drukreduceerkleppen.

• Gascilinders: Gascilinders slaan het gas op dat nodig is voor het coatingproces. Het gas in de cilinder moet een hoge zuiverheid hebben om te voorkomen dat onzuiverheden de filmkwaliteit beïnvloeden. Daarnaast zijn de gasflessen voorzien van manometers om het resterende gasvolume te monitoren.

• Gasfilters: Gasfilters worden gebruikt om onzuiverheden uit het gas te verwijderen. Het gas uit de cilinder kan sporen van onzuiverheden bevatten, die tijdens het coatingproces op het oppervlak van de baan of op de coatingbron worden afgezet, wat tot filmdefecten leidt. Daarom is de roll-to-roll vacuümcoatingmachine meestal uitgerust met meertrapsfilters om de zuiverheid van het gas te garanderen.

• Drukreduceerventielen: Drukreduceerventielen verlagen de hoge druk van het gas in de cilinder naar een lage druk die geschikt is voor het coatingproces. De druk van het gas in de cilinder is doorgaans hoog, terwijl de druk die nodig is voor het coatingproces doorgaans laag is. Het drukreduceerventiel kan de uitgangsdruk stabiliseren en drukschommelingen vermijden die het gasdebiet beïnvloeden.

6.2 Gasstroomregelsysteem

Het gasstroomregelsysteem is de kern van het gasregelsysteem van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine, dat de stroomsnelheid regelt van het gas dat de vacuümkamer binnenkomt. De nauwkeurigheid van de gasstroomsnelheid heeft rechtstreeks invloed op de filmdikte en -samenstelling - bij de productie van geleidende films door middel van sputtercoating bepaalt de stroomsnelheidsverhouding van verschillende gassen bijvoorbeeld de soortelijke weerstand van de film. Veel voorkomende gasstroomregelapparaten in roll-to-roll vacuümcoatingmachines zijn onder meer:

• Massastroomregelaar: Dit is een zeer nauwkeurig stroomregelapparaat dat de gasstroom regelt door de massastroom van het gas te meten. Het heeft een hoge regelnauwkeurigheid en een snelle reactiesnelheid, wat geschikt is voor roll-to-roll vacuümcoatingmachines die een nauwkeurige regeling van de gasstroomsnelheid vereisen. Het kan worden gekalibreerd voor verschillende gassen en is goed compatibel.

• Naaldklep: De naaldklep regelt de gasstroomsnelheid door de opening van de klepkern aan te passen. Het heeft een eenvoudige structuur en lage kosten, maar de regelnauwkeurigheid is laag, wat geschikt is voor rol-tot-rol vacuümcoatingmachines met lage eisen aan de gasstroomregeling.

Het gasstroomregelsysteem van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine is een gesloten systeem. De massastroomregelaar of naaldklep past het gasdebiet aan op basis van het regelsignaal dat door de programmeerbare logische controller wordt verzonden, en de flowsensor detecteert het werkelijke debiet en stuurt dit terug naar de programmeerbare logische controller om een ​​gesloten lusregeling te vormen, waardoor de stabiliteit van het gasdebiet wordt gewaarborgd.

6.3 Gasuitlaatsysteem

Het gasuitlaatsysteem wordt gebruikt om het overtollige gas af te voeren in de vacuümkamer van de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine om de stabiliteit van de vacuümgraad te behouden. Het bestaat meestal uit een vacuümpompeenheid en een gasvanger. De gasvanger wordt geïnstalleerd tussen de vacuümkamer en de vacuümpomp, die het condenseerbare gas in het uitlaatgas kan opvangen om vervuiling van de vacuümpomp te voorkomen. Bij de verdampingscoating van metaalfilms kan de gasvanger bijvoorbeeld de overtollige metaaldamp opvangen, waardoor wordt voorkomen dat deze de diffusiepomp binnendringt en de pompefficiëntie beïnvloedt.

7. Coördinatie en werking van componenten in een roll-to-roll-vacuümcoatingmachine

De roll-to-roll vacuümcoatingmachine is een complex systeem dat uit meerdere componenten bestaat, en de gecoördineerde werking van elk onderdeel is de sleutel tot een stabiele productie. Het typische werkingsproces van de rol-tot-rol vacuümcoatingmachine is als volgt:

1. Voorbereidingsfase: De operator installeert de webrol op het afwikkelmechanisme en de lege rol op het oprolmechanisme; stelt de procesparameters in via de mens-machine-interface; controleert de status van elk onderdeel.
2. Vacuümpompfase: De programmeerbare logische controller regelt dat de vacuümpompeenheid achtereenvolgens start om de lucht uit de vacuümkamer te onttrekken. De vacuümsensor detecteert de vacuümgraad in realtime en stuurt deze terug naar de programmeerbare logische controller. Wanneer de vacuümgraad de ingestelde waarde bereikt, verzendt de programmeerbare logische controller een signaal om naar de volgende fase te gaan.
3. Fase voorverwarmen van de baan: Het baantransportsysteem start en de baan wordt in de vacuümkamer gevoerd; de voorverwarmrol verwarmt het web voor tot de ingestelde temperatuur om vocht en onzuiverheden te verwijderen. Het spanningscontrolesysteem past de afwikkel- en opwikkelsnelheid aan om de baanspanning binnen het ingestelde bereik te houden.
4. Coatingfase: Het coatingbronsysteem start; de coatingdeeltjes worden op het oppervlak van het web afgezet om een ​​filmlaag te vormen. De filmdiktesensor detecteert de filmdikte in realtime en past het vermogen van de coatingbron of de baansnelheid aan om ervoor te zorgen dat de filmdikte aan de eisen voldoet. Het verwarmings- en koelsysteem houdt de temperatuur van de vacuümkamer, coatingbron en baan op de ingestelde waarden.
5. Wikkelfase: Het gecoate web wordt gekoeld door de koelrol en vervolgens door het wikkelmechanisme tot een rol gewikkeld. De programmeerbare logische controller registreert de productiegegevens en bewaakt de bedrijfsstatus van elk onderdeel. Als er een fout optreedt, alarmeert het systeem onmiddellijk en neemt het beschermende maatregelen.
6. Uitschakelfase: Nadat de coating is voltooid, wordt eerst het coatingbronsysteem uitgeschakeld; vervolgens wordt de vacuümpompeenheid achtereenvolgens uitgeschakeld; de vacuümkamer wordt geventileerd tot atmosferische druk; de operator verwijdert de gecoate webrol en reinigt de apparatuur.
7. 
   

8. Selectie en onderhoud van componenten voor de Roll-to-Roll-vacuümcoatingmachine

8.1 Componentselectie

De selectie van componenten voor de roll-to-roll vacuümcoatingmachine moet gebaseerd zijn op de productievereisten om de prestaties en kosteneffectiviteit van de apparatuur te garanderen.

• Vacuümsysteem: Voor roll-to-roll vacuümcoatingmachines die een hoog vacuüm vereisen, moet een moleculaire pompeenheid worden geselecteerd; voor algemene metaalfilmproductie kan een diffusiepompeenheid worden geselecteerd om de kosten te verlagen.

• Baantransportsysteem: Voor dunne en gemakkelijk te vervormen baanmaterialen moet worden gekozen voor een servomotoraangedreven spanningscontrolesysteem en zeer nauwkeurige geleiderollen; voor baanmaterialen met een brede breedte moet een systeem met meerdere geleiderollen en een correctieapparaat voor dubbele afwijkingen worden geselecteerd.

• Coatingbronsysteem: Voor de productie van metaalfilms kan een verdampingsbron worden geselecteerd; voor de productie van samengestelde films moet een sputterdoel worden geselecteerd; voor de productie van keramische films moet een reactieapparaat worden geselecteerd.

• Besturingssysteem: Voor snelle en uiterst nauwkeurige rol-tot-rol vacuümcoatingmachines moeten een programmeerbare logische controller van industriële kwaliteit en een servosysteem met hoge respons worden geselecteerd; voor kleinschalige productie kunnen een programmeerbare logische controller voor algemeen gebruik en een stappenmotorsysteem worden geselecteerd om de kosten te verlagen.

8.2 Onderhoud van componenten

Regelmatig onderhoud van de componenten van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine is cruciaal voor het verlengen van de levensduur van de apparatuur en het garanderen van een stabiele productie.

• Vacuümsysteem: Controleer regelmatig het oliepeil en de oliekwaliteit van de mechanische pomp en ververs de olie regelmatig; maak het filter van de moleculaire pomp regelmatig schoon; controleer regelmatig de luchtdichtheid van de vacuümkamer en vervang de O-ring als er luchtlekkage is.

• Webtransportsysteem: Reinig het oppervlak van de geleidingsrol regelmatig om vervuiling te voorkomen; controleer regelmatig de spanningssensor en kalibreer deze als er een afwijking is; Smeer regelmatig de lagers van de af- en oprolmechanismen.

• Coatingbronsysteem: reinig de verdampingsbronkroes na elke productiebatch om resterende coatingmaterialen te verwijderen; controleer het sputterdoel regelmatig op slijtage en vervang het doel wanneer de slijtage een bepaald niveau bereikt; maak het gasfilter van het reactieapparaat regelmatig schoon.

• Besturingssysteem: maak regelmatig een back-up van de procesparameters en het programma van de programmeerbare logische controller om gegevensverlies te voorkomen; maak het mens-machine-interfacescherm regelmatig schoon om te voorkomen dat stof de werking beïnvloedt; controleer regelmatig de bedrading van de sensor en actuator om goed contact te garanderen.

9. Toekomstige ontwikkeling

Trends van componenten in roll-to-roll vacuümcoatingmachines Met de voortdurende ontwikkeling van industrieën zoals flexibele elektronica, nieuwe energie en geavanceerde verpakkingen, evolueert de roll-to-roll vacuümcoatingmachine naar hogere snelheid, hogere precisie en meer intelligentie, en de componenten ervan worden ook geconfronteerd met nieuwe ontwikkelingstrends.

• Intelligente componenten: Het besturingssysteem van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine zal gebruik maken van kunstmatige intelligentietechnologie om adaptieve controle van procesparameters te realiseren. Het AI-systeem kan bijvoorbeeld automatisch de vacuümgraad, coatingsnelheid en gasstroomsnelheid aanpassen op basis van de realtime gegevens van de filmdikte, spanning en temperatuur, waardoor de stabiliteit van de coatingkwaliteit wordt verbeterd. Bovendien zullen de sensoren zich ontwikkelen richting miniaturisatie en integratie, en zullen multifunctionele sensoren op grote schaal worden gebruikt om het aantal componenten te verminderen en de betrouwbaarheid van het systeem te verbeteren.

• Hoogefficiënte componenten: De vacuümpompunit zal zich ontwikkelen naar een hoge pompsnelheid en een laag energieverbruik. Het nieuwe type droge scrollpomp heeft bijvoorbeeld geen olievervuiling en een hoge pompefficiëntie, wat geschikt is voor milieuvriendelijke roll-to-roll vacuümcoatingmachines; het sputterdoel zal zich ontwikkelen naar een hoge dichtheid en een lange levensduur, en het composietdoel kan de sputtersnelheid verbeteren en de productiekosten verlagen. Bovendien zal het webtransportsysteem een ​​lineair motoraangedreven systeem gebruiken, dat een hogere snelheid en precisie heeft, en kan voldoen aan de eisen van snelle rol-tot-rol vacuümcoatingmachines.

• Milieuvriendelijke componenten: Met de toename van de eisen op het gebied van milieubescherming zullen de componenten van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine meer aandacht besteden aan milieubescherming. De vacuümpomp maakt bijvoorbeeld gebruik van milieuvriendelijke smeerolie, die biologisch afbreekbaar en niet-giftig is; de coatingbron zal zich ontwikkelen naar coatingtechnologie op lage temperatuur, waardoor het energieverbruik en de emissies worden verminderd; Het gascontrolesysteem zal een gasterugwinningssysteem met gesloten lus gebruiken, dat het overtollige gas kan recyclen om gasverspilling en milieuvervuiling te verminderen.

Conclusie

De roll-to-roll vacuümcoatingmachine is een complexe, uiterst nauwkeurige apparatuur die bestaat uit meerdere kerncomponenten. Elke component speelt een cruciale rol in het coatingproces. Het vacuümsysteem creëert de noodzakelijke vacuümomgeving voor de coating; het baantransportsysteem zorgt voor een stabiele werking van de baan; het coatingbronsysteem realiseert de afzetting van de filmlaag; het verwarmings- en koelsysteem handhaaft de stabiele temperatuuromgeving; het besturingssysteem coördineert de werking van alle componenten; het gasregelsysteem zorgt voor de zuiverheid en stabiliteit van het coatinggas.

Het begrijpen van de functies, werkingsprincipes en onderhoudsmethoden van deze componenten is essentieel voor professionals die zich bezighouden met de productie, aanschaf en onderhoud van rol-tot-rol vacuümcoatingmachines. Met de voortdurende ontwikkeling van de technologie zullen de componenten van de roll-to-roll vacuümcoatingmachine intelligenter, efficiënter en milieuvriendelijker worden, waardoor de roll-to-roll vacuümcoatingmachine een belangrijkere rol gaat spelen in de hightech productie-industrie. Of u nu de procesparameters van de bestaande roll-to-roll-vacuümcoatingmachine optimaliseert of een nieuwe roll-to-roll-vacuümcoatingmachine selecteert, een diepgaand begrip van de componenten ervan zal u helpen meer wetenschappelijke beslissingen te nemen en betere productieresultaten te behalen.

Neem contact op met Hubei Leeuwenkoning:
Bedrijfsnaam: Hubei Lion King Vacuum Technology Co., Ltd.
Adres: nr. 3, 17e verdieping, eenheid 1, gebouw 03, fase II, Jinmao Mansion, Shoukai OCT, Hexie Road, Hongshan District, Wuhan City, provincie Hubei, China
Contactpersoon: Miss Lily / Verkoop buitenlandse handel
Mobiel/WhatsApp/ WeChat: 86 15827488197 / 86 15071223011
E-mail: Lily@lionpvd.com
Website: www.vacuum-coatingmachines.com
Kies Lion King, uw vertrouwde partner voor vacuümcoaten!