Dans l'industrie manufacturière moderne, la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est devenue un équipement de base indispensable dans des domaines tels que l'emballage, l'électronique, l'optique et les nouvelles énergies. Il réalise le dépôt de films fonctionnels sur des matériaux en bande flexible sous vide, améliorant ainsi les performances du matériau et élargissant son champ d'application. Pour les professionnels engagés dans la production de films, l'achat d'équipements ou la maintenance, la compréhension des principaux composants de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est non seulement la base pour garantir une production stable, mais également la clé pour optimiser les paramètres du processus et réduire les taux de défaillance. Cet article disséquera systématiquement les composants principaux de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, expliquera leurs fonctions, principes de fonctionnement et impacts sur la qualité du revêtement, et vous aidera à acquérir une compréhension complète de cet équipement de haute précision.

1. Système de vide : la base de base de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau

Le système de vide est le « cœur » de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, car il crée et maintient l'environnement de vide poussé requis pour le processus de revêtement. Sans un environnement sous vide stable et fiable, les particules du revêtement entreront en collision avec les molécules d'air en grande quantité pendant le processus de dépôt, entraînant des défauts tels qu'une épaisseur de film inégale, des bulles et une mauvaise adhérence. Le système de vide de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau se compose principalement de deux parties : la chambre à vide et l'unité de pompe à vide.

1.1 Chambre à vide

La chambre à vide est « l'atelier » où la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau termine le processus de revêtement. Il s'agit d'un récipient scellé en acier inoxydable à haute résistance pour résister à la pression atmosphérique et garantir une étanchéité à l'air à long terme. La conception de la chambre à vide doit répondre à de multiples exigences : premièrement, elle doit disposer d'un espace interne suffisant pour accueillir le système de transmission de la bande, le système source de revêtement et d'autres composants ; deuxièmement, sa paroi intérieure doit être lisse et facile à nettoyer pour éviter la poussière ou les substances résiduelles affectant la qualité du film ; troisièmement, il est équipé de plusieurs brides et interfaces pour connecter la pompe à vide, le système de contrôle du gaz et les capteurs.

Lors du fonctionnement de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, l'étanchéité à l'air de la chambre à vide détermine directement si le degré de vide requis peut être atteint. Les points de fuite d'air courants comprennent les joints de bride, les serrures de porte et les connexions d'interface. Par conséquent, les fabricants utilisent généralement des joints toriques de haute qualité pour l'étanchéité et effectuent régulièrement des tests de détection de fuite pour garantir l'étanchéité à l'air de la chambre. De plus, certaines machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau à grande échelle sont conçues avec une chambre à vide de type divisé, ce qui est pratique pour la maintenance et le remplacement des composants internes, en particulier lorsqu'il s'agit de matériaux en bande de grande largeur.

1.2 Unité de pompe à vide

L'unité de pompe à vide est la « source d'énergie » qui extrait l'air de la chambre à vide de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau. Étant donné que le processus de revêtement nécessite différents niveaux de vide, une seule pompe à vide ne peut pas répondre aux exigences. Par conséquent, l'unité de pompe à vide de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est généralement une combinaison de plusieurs pompes avec différentes vitesses de pompage et plages de vide, qui fonctionnent par étapes pour atteindre le degré de vide cible.

·Pompe à vide mécanique : En tant que pompe de premier étage, elle est principalement utilisée pour extraire l'air de la chambre à vide jusqu'à un état de vide faible. Les types courants comprennent les pompes à palettes rotatives et les pompes à racines. La pompe à palettes rotative a une structure simple et un faible coût, qui convient aux machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau de petite et moyenne taille ; la pompe Roots a une grande vitesse de pompage et peut réduire rapidement la pression dans la chambre, qui est souvent utilisée dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau à grande échelle ou à grande vitesse.

·Pompe à vide poussé : une fois que la pompe mécanique a terminé l'étape de vide poussé, la pompe à vide poussé extrait davantage le gaz restant dans la chambre pour atteindre l'état de vide poussé requis pour le revêtement. Les types courants incluent les pompes à diffusion et les pompes moléculaires. La pompe à diffusion utilise de la vapeur d'huile à haute température pour entraîner les molécules de gaz et a une vitesse de pompage élevée pour les gaz non condensables, qui est largement utilisée dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau de type évaporation ; la pompe moléculaire utilise des pales de rotor rotatives à grande vitesse pour « frapper » les molécules de gaz et les décharger, avec un degré de vide élevé et sans pollution par les hydrocarbures, ce qui convient aux machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau qui nécessitent des couches de film de haute pureté.

La coordination de l'unité de pompe à vide est cruciale pour l'efficacité de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau. Si la vitesse de pompage de la pompe mécanique est insuffisante, cela prolongera le temps nécessaire pour atteindre un faible vide ; si la pompe à vide poussé tombe en panne, il sera impossible d'atteindre le degré de vide cible, ce qui entraînera des défauts de revêtement. Par conséquent, lors de l'entretien quotidien de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, il est nécessaire de vérifier régulièrement le niveau d'huile de la pompe mécanique, de nettoyer le filtre de la pompe moléculaire et de remplacer les pièces vulnérables pour assurer le fonctionnement stable de l'unité de pompe à vide.

2. Système de transport Web : garantir la stabilitéOpérationde matériaux Web dans une machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau

Le système de transport de bande est responsable du déroulement, du transport et de l'enroulement des matériaux en bande flexible dans la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau. Son exigence principale est de garantir que la bande défile à une vitesse constante, une tension stable et aucune déviation pendant le processus de revêtement. Toute instabilité dans le processus de transport entraînera des défauts tels qu'une épaisseur inégale du film, un plissement de la bande ou des dommages aux bords. Le système de transport de bande de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau comprend principalement des mécanismes de déroulement, des mécanismes d'enroulement, des systèmes de contrôle de tension et des rouleaux de guidage.

2.1 Mécanisme de déroulement

Le mécanisme de déroulement est situé à l'entrée de la chambre à vide de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau et est utilisé pour alimenter en continu le matériau en bande laminée dans la zone de revêtement. Ses composants clés comprennent un rouleau de déroulement, un rouleau de pressage de bande et un dispositif de correction des écarts. Le rouleau de déroulement est relié à un moteur régulateur de vitesse, qui ajuste la vitesse de déroulement en fonction de la vitesse de revêtement ; le rouleau presseur de bande est utilisé pour aplatir la bande et empêcher les bulles d'air de pénétrer dans la chambre à vide avec la bande ; le dispositif de correction d'écart surveille la position du bord de la bande en temps réel. Si la bande dévie, il ajuste la position du rouleau de déroulement pour garantir que la bande suit le chemin prédéfini.

Lors de la conception du mécanisme de déroulement de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, il est nécessaire de prendre en compte les caractéristiques des différents matériaux en bande. Par exemple, les films plastiques minces sont sujets à la déformation, le rouleau de déroulement doit donc avoir une surface lisse et une dureté appropriée ; les feuilles métalliques ont une rigidité élevée, la vitesse de déroulement doit donc être plus stable pour éviter les fluctuations de tension. De plus, certaines machines d'enduction sous vide rouleau à rouleau sont équipées d'un dispositif de préchauffage à l'extrémité de déroulement pour éliminer l'humidité et les impuretés à la surface de la bande, ce qui contribue à améliorer l'adhérence de la couche de film.

2.2 Mécanisme de remontage

Le mécanisme d'enroulement est situé à la sortie de la chambre à vide de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau et est utilisé pour enrouler la bande enduite en un rouleau soigné. Semblable au mécanisme de déroulement, il comprend également un rouleau d'enroulement, un rouleau presseur de bande et un dispositif de contrôle de tension. Le rouleau d'enroulement est entraîné par un moteur couple ou un servomoteur, qui ajuste la tension d'enroulement en fonction du diamètre de la bande laminée. Lorsque le diamètre du rouleau augmente, la vitesse d'enroulement doit être légèrement réduite pour maintenir une tension constante ; le rouleau presseur de bande presse fermement la bande enduite pour éviter un enroulement lâche et garantir la densité du rouleau.

La qualité du mécanisme d'enroulement affecte directement le traitement ultérieur de la bande. Par exemple, si la tension d'enroulement est trop élevée, la bande peut être étirée voire cassée ; si la tension est trop faible, le rouleau peut être lâche et sujet au glissement des couches. Par conséquent, la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau utilise généralement un système de contrôle de tension en boucle fermée pour le mécanisme d'enroulement, qui collecte les signaux de tension via des capteurs et ajuste la vitesse du moteur en temps réel pour garantir une tension stable pendant tout le processus d'enroulement.

2.3 Système de contrôle de tension

Le système de contrôle de tension est le « centre nerveux » du système de transport de bande dans la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau. Il coordonne les mécanismes de déroulement et d'enroulement pour maintenir la tension de la bande dans la plage définie. Le système de contrôle de tension comprend principalement des capteurs de tension, des contrôleurs et des actionneurs. Le capteur de tension est installé entre les mécanismes de déroulement et d'enroulement pour détecter la tension de la bande en temps réel ; le contrôleur compare la valeur de tension détectée avec la valeur définie et envoie des signaux de réglage à l'actionneur ; l'actionneur ajuste la vitesse de déroulement ou le couple d'enroulement en fonction des signaux pour équilibrer la tension.

Dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau à grande vitesse, la vitesse de réponse du système de contrôle de tension est particulièrement importante. Si le système réagit trop lentement, des fluctuations de tension se produiront lorsque la vitesse de la bande changera, entraînant des écarts d'épaisseur du film. Par conséquent, les machines avancées de revêtement sous vide rouleau à rouleau utilisent généralement des servomoteurs avec des vitesses de réponse élevées et des contrôleurs de tension numériques pour améliorer la précision et la stabilité du contrôle de tension.

2.4 Rouleaux de guidage

Des rouleaux de guidage sont répartis sur tout le trajet de transport de la bande de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, y compris à l'intérieur et à l'extérieur de la chambre à vide. Leur fonction principale est de guider la bande le long du chemin prédéfini et de garantir que la bande est plate pendant le processus de revêtement. Les rouleaux de guidage sont généralement en acier inoxydable ou en alliage d'aluminium et leurs surfaces sont polies pour obtenir une finition soignée afin d'éviter de rayer la bande. De plus, certains rouleaux de guidage dans la chambre à vide sont équipés de fonctions de chauffage ou de refroidissement : le rouleau de guidage chauffant peut préchauffer la bande pour améliorer l'uniformité de la couche de film ; le rouleau de guidage de refroidissement peut refroidir la bande enduite à temps pour empêcher que la couche de film ne soit endommagée en raison d'une température élevée.

La position d'installation et le parallélisme des rouleaux de guidage ont un impact important sur l'état de défilement de la bande. Si les rouleaux de guidage ne sont pas parallèles, la bande s'écartera ; si la surface du rouleau de guidage est contaminée, cela laissera des marques sur la bande. Par conséquent, lors de l’entretien quotidien de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, il est nécessaire de nettoyer régulièrement la surface des rouleaux de guidage et de vérifier leur parallélisme et leur concentricité.

3. Système source de revêtement : le noyau du dépôt de film dans la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau

Le système source de revêtement est la partie qui génère des particules de revêtement dans la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau et les dépose sur la surface de la bande pour former une couche de film. Le type de système source de revêtement détermine la technologie de revêtement et les performances de la couche de film. Selon différentes technologies de revêtement, le système source de revêtement de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau peut être divisé en sources d'évaporation, cibles de pulvérisation et dispositifs de réaction.

3.1 Source d'évaporation

Le revêtement par évaporation est l’une des technologies les plus utilisées dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau, particulièrement adaptée au dépôt de films métalliques et de films d’oxyde. La source d'évaporation est le composant central du système de revêtement par évaporation, qui chauffe le matériau de revêtement à une température élevée pour le faire s'évaporer ou se sublimer, et les particules de vapeur générées volent vers la surface de la bande sous l'action du vide et se condensent pour former un film. Les types courants de sources d’évaporation dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau comprennent :

• Source d'évaporation par résistance : elle utilise un fil métallique à haute résistance ou un creuset pour chauffer le matériau de revêtement. Lorsqu'un courant électrique traverse le matériau de résistance, il génère de la chaleur pour faire fondre ou évaporer le matériau de revêtement. La source d'évaporation par résistance présente une structure simple et un faible coût, qui convient au revêtement de matériaux ayant de faibles points de fusion. Cependant, sa température de chauffage est limitée et il ne convient pas aux matériaux à point de fusion élevé.

• Source d'évaporation par faisceau d'électrons : elle utilise un canon à électrons pour émettre des faisceaux d'électrons de haute énergie, qui sont concentrés sur la surface du matériau de revêtement pour le chauffer. La source d'évaporation par faisceau d'électrons a une température de chauffage élevée et peut évaporer presque tous les métaux et non-métaux. De plus, le faisceau électronique est concentré et la zone de chauffage est petite, ce qui peut éviter la contamination de la couche de film par le matériau du creuset. Par conséquent, il est largement utilisé dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau qui nécessitent des couches de film de haute pureté.

• Source d'évaporation par induction : elle utilise un courant d'induction haute fréquence pour générer un champ magnétique alternatif, qui induit des courants de Foucault dans le matériau de revêtement conducteur pour le chauffer. La source d'évaporation par induction a un chauffage uniforme et un rendement élevé, ce qui convient au revêtement de matériaux ayant une bonne conductivité. Il est souvent utilisé dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau pour produire des films conducteurs.

La conception de la source d’évaporation dans la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau doit prendre en compte la largeur de la bande. Pour les matériaux en bande de grande largeur, un système d'évaporation multi-sources est généralement utilisé, dans lequel plusieurs sources d'évaporation sont disposées dans le sens de la largeur de la bande pour garantir une épaisseur de film uniforme. De plus, la distance entre la source d'évaporation et la bande affecte également la qualité du film : une distance trop courte entraînera une épaisseur de film inégale, tandis qu'une distance trop longue réduira la vitesse de dépôt.

3.2 Cible de pulvérisation

Le revêtement par pulvérisation cathodique est une autre technologie de revêtement importante dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau, qui convient au dépôt de films durs, de films composés et de films multicouches. La cible de pulvérisation est le composant central du système de revêtement par pulvérisation. Dans un environnement sous vide poussé, un gaz inerte est introduit dans la chambre à vide de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, et une haute tension est appliquée entre la cible et la bande pour ioniser le gaz inerte en ions. Les ions sont accélérés par le champ électrique et bombardent la surface de la cible, et les atomes cibles sont éliminés et déposés sur la surface de la bande pour former une couche de film. Les performances de la cible de pulvérisation affectent directement la qualité et la vitesse de dépôt de la couche de film. Les paramètres clés de la cible de pulvérisation comprennent :

• Pureté du matériau : La pureté du matériau cible doit être élevée, sinon des impuretés seront introduites dans la couche du film, affectant les performances du film. Par exemple, dans la production de films conducteurs, la pureté de la cible doit atteindre un niveau élevé pour garantir la conductivité du film.

• Densité : La cible à haute densité a une structure uniforme et un taux de pulvérisation stable, ce qui peut éviter la génération de particules pendant la pulvérisation. Par conséquent, la cible de pulvérisation de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est généralement réalisée par pressage à chaud ou frittage pour améliorer sa densité.

• Taille et forme : La taille de la cible est déterminée par la largeur de la bande. Pour les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau de grande largeur, des cibles à longue bande sont utilisées, qui sont disposées dans le sens de la largeur de la bande pour garantir une épaisseur de film uniforme. De plus, la forme de la cible affecte également l'efficacité de la pulvérisation : les cibles cylindriques ont une zone de pulvérisation plus grande et un taux de dépôt plus élevé, ce qui convient aux machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau à grande vitesse.

Les types courants de technologies de pulvérisation dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau comprennent la pulvérisation DC, la pulvérisation RF et la pulvérisation magnétron. Parmi eux, la pulvérisation magnétron est la plus utilisée. Il ajoute un champ magnétique à proximité de la cible pour piéger les électrons, augmenter le taux d'ionisation du gaz inerte et améliorer le taux de pulvérisation. Les cibles de pulvérisation magnétron sont largement utilisées dans la production de films électroniques flexibles, de films décoratifs et de films barrières fonctionnels.

3.3 Dispositif de réaction

Le dépôt chimique en phase vapeur est une technologie de revêtement qui utilise des réactions chimiques pour générer des substances filmogènes à la surface de la bande. Il convient au dépôt de films céramiques et de films semi-conducteurs.

Le dispositif de réaction de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau comprend principalement une chambre de réaction, un système d'entrée de gaz et un système de chauffage. Dans l'environnement sous vide, le gaz de réaction est introduit dans la chambre de réaction et, sous l'action du chauffage ou du plasma, le gaz de réaction subit des réactions chimiques pour générer des substances filmogènes solides, qui se déposent sur la surface de la bande pour former une couche de film. Le dispositif de réaction de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau a des exigences élevées en matière de contrôle des conditions de réaction. La température, la pression et le débit de gaz dans la chambre de réaction doivent être contrôlés avec précision pour garantir l'uniformité et la pureté de la couche de film. Par exemple, dans la production de films barrières pour emballages alimentaires, la température de réaction est généralement contrôlée dans une certaine plage et le débit de gaz est ajusté en fonction de la vitesse de revêtement pour garantir les performances barrières du film.

Comparé au revêtement par évaporation et au revêtement par pulvérisation cathodique, le dépôt chimique en phase vapeur présente les avantages d'une bonne adhérence du film et d'une épaisseur de film uniforme, mais son taux de dépôt est inférieur. Par conséquent, il est souvent utilisé dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau qui nécessitent des performances de film élevées mais pas une vitesse de production élevée, comme la production de films semi-conducteurs pour l'électronique flexible.

4. Système de chauffage et de refroidissement : maintien d'un environnement de température stable pour la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau

Le processus de revêtement de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est très sensible à la température. Une température trop élevée ou trop basse affectera la qualité de la couche de film et la stabilité de l'équipement. Le système de chauffage et de refroidissement est chargé d'ajuster la température de la chambre à vide, du matériau en bande et de la source de revêtement afin de maintenir un environnement de température stable pour le processus de revêtement.

4.1 Système de chauffage

Le système de chauffage de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau a principalement deux fonctions : préchauffer le matériau en bande et chauffer la chambre à vide.

• Préchauffage de la bande : avant que la bande n'entre dans la zone de revêtement, elle doit être préchauffée pour éliminer l'humidité et les impuretés volatiles de la surface. Cela peut non seulement améliorer l'adhérence de la couche de film, mais également éviter la génération de bulles dans la couche de film dues à l'évaporation de l'humidité pendant le processus de revêtement. Le préchauffage de la bande est généralement complété par un rouleau de préchauffage ou un chauffage infrarouge installé à l'extrémité de déroulement de la machine d'enduction sous vide rouleau à rouleau. La température de préchauffage est déterminée par le matériau de la bande. Par exemple, la température de préchauffage de certains films se situe généralement dans une certaine plage, tandis que la température de préchauffage des feuilles métalliques peut être plus élevée.

• Chauffage de la chambre à vide : Dans certains processus de revêtement, la chambre à vide doit être chauffée à une certaine température pour favoriser la réaction chimique du matériau de revêtement. Le chauffage de la chambre à vide est généralement réalisé par des chemises chauffantes ou des tiges chauffantes installées sur la paroi extérieure de la chambre. L'enveloppe chauffante est enroulée autour de la paroi extérieure de la chambre à vide et chauffe la chambre grâce au chauffage électrique ; la tige chauffante est insérée dans la chambre et chauffe directement l'environnement interne. La température de la chambre à vide est contrôlée par un capteur de température et un contrôleur, et la précision se situe généralement dans une petite plage.

De plus, la source d'évaporation de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau dispose également d'un système de chauffage intégré, qui est utilisé pour chauffer le matériau de revêtement à la température d'évaporation. La température de chauffage de la source d'évaporation est contrôlée par un thermocouple ou un pyromètre optique, et la précision doit être élevée pour assurer la stabilité du taux d'évaporation.

4.2 Système de refroidissement

Le système de refroidissement de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est utilisé pour refroidir la chambre à vide, la source de revêtement et la bande enduite afin d'éviter toute surchauffe.

• Refroidissement de la chambre à vide : Pendant le fonctionnement de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, l'unité de pompe à vide et la source de revêtement généreront beaucoup de chaleur, ce qui entraînera une augmentation de la température de la chambre à vide. Si la température est trop élevée, cela affectera l’étanchéité de la chambre et la stabilité de la bande. Par conséquent, la paroi extérieure de la chambre à vide est généralement équipée d’une chemise d’eau de refroidissement et l’eau de refroidissement circule pour évacuer la chaleur. Pour les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau à petite échelle, le refroidissement par air peut également être utilisé, mais l'efficacité du refroidissement est inférieure à celle du refroidissement par eau.

• Refroidissement de la source de revêtement : La source de revêtement générera beaucoup de chaleur pendant le processus de revêtement. S'il n'est pas refroidi à temps, le matériau source sera endommagé et le taux de revêtement sera affecté. La cible de pulvérisation est généralement refroidie par un refroidissement interne par eau : l'eau de refroidissement circule à travers le canal de refroidissement à l'intérieur de la cible pour évacuer la chaleur ; la source d'évaporation du faisceau d'électrons est refroidie par refroidissement par eau ou par refroidissement par huile, et le milieu de refroidissement circule à travers la chemise de refroidissement du canon à électrons pour empêcher le canon à électrons de surchauffer.

• Refroidissement de la bande : Une fois la bande enduite, sa température augmente en raison de la chaleur provenant de la source d'enduction. Si elle n'est pas refroidie à temps, la bande peut être déformée et la couche de film peut être oxydée. Par conséquent, la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est généralement équipée d'un rouleau de refroidissement à la sortie de la chambre à vide. Le rouleau de refroidissement est rempli intérieurement d'eau de refroidissement et la bande enduite est en contact étroit avec le rouleau de refroidissement pour obtenir un refroidissement rapide.

Le système de chauffage et de refroidissement de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est un système de contrôle en boucle fermée. Le capteur de température collecte le signal de température en temps réel et l'envoie au contrôleur. Le contrôleur ajuste la puissance de chauffage ou le débit du fluide de refroidissement en fonction de la température réglée pour assurer la stabilité de la température de chaque pièce.

5. Système de contrôle : le « cerveau » de la machine de revêtement sous vide roll-to-roll

Le système de contrôle est le « cerveau » de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, qui intègre et contrôle tous les composants pour assurer le fonctionnement coordonné de l'ensemble de l'équipement. La nature avancée et la stabilité du système de contrôle déterminent directement le niveau d'automatisation, l'efficacité de la production et la qualité du revêtement de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau.

5.1 Composants matériels

Le matériel du système de contrôle de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau comprend principalement un contrôleur logique programmable, une interface homme-machine, des capteurs et des actionneurs.

• Contrôleur logique programmable : en tant que cœur du système de contrôle, il est responsable du traitement de divers signaux d'entrée et de l'envoi de signaux de contrôle aux actionneurs. Le contrôleur logique programmable de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau adopte généralement une conception modulaire, qui peut étendre les points d'entrée/sortie en fonction du nombre de composants. Les machines avancées de revêtement sous vide rouleau à rouleau utilisent des contrôleurs logiques programmables de qualité industrielle avec une fiabilité élevée et une vitesse de réponse rapide.

• Interface Homme-Machine : Il s'agit de l'interface opérationnelle entre l'opérateur et la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau. Il s'agit généralement d'un écran tactile, à travers lequel l'opérateur peut définir les paramètres du processus, surveiller l'état de fonctionnement de l'équipement et afficher les informations sur les défauts. L'interface homme-machine de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau a une conception conviviale : les paramètres clés sont affichés en temps réel avec des interfaces numériques ou graphiques, et les invites de panne sont claires et faciles à comprendre, ce qui est pratique pour l'opérateur à utiliser et à entretenir.

• Capteurs : Les capteurs sont les "yeux" du système de contrôle, qui collectent en temps réel divers paramètres de processus de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau. Les capteurs courants comprennent des capteurs de vide pour détecter le degré de vide de la chambre, des capteurs de tension pour détecter la tension de la bande, des capteurs de température pour détecter la température de la source de revêtement et de la bande, et des capteurs d'épaisseur de film pour détecter l'épaisseur de la couche de film. La précision des capteurs affecte directement la précision du contrôle de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau. Par exemple, la précision du capteur d'épaisseur de film doit se situer dans une petite plage pour garantir l'uniformité de l'épaisseur du film.

• Actionneurs : les actionneurs sont les « mains » du système de contrôle, qui exécutent les signaux de contrôle envoyés par l'automate programmable. Les actionneurs courants comprennent des servomoteurs pour entraîner les mécanismes de déroulement et d'enroulement, des moteurs pas à pas pour ajuster la position de la source de revêtement, des électrovannes pour contrôler le débit de gaz et des convertisseurs de fréquence pour ajuster la vitesse de la pompe à vide. La vitesse de réponse et la précision des actionneurs sont cruciales pour la stabilité de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau. Par exemple, le servomoteur pour le contrôle de la tension doit avoir un temps de réponse rapide pour faire face aux fluctuations rapides de tension.

5.2 Fonctions du logiciel

Le logiciel du système de contrôle de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est « l'âme » du système, qui réalise le contrôle logique, la gestion des processus et le diagnostic des pannes de l'équipement.

• Contrôle logique : le logiciel contrôle le fonctionnement séquentiel de chaque composant de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau. Par exemple, avant de démarrer le processus de revêtement, le logiciel contrôle d'abord l'unité de pompe à vide pour extraire l'air de la chambre jusqu'au degré de vide cible ; puis démarre le système de transport de bande pour que la bande s'exécute à une vitesse constante ; démarre enfin le système source de revêtement pour commencer le processus de revêtement. Pendant le processus de revêtement, le logiciel ajuste les paramètres de chaque composant en temps réel en fonction des signaux collectés par les capteurs. Par exemple, si le capteur de tension détecte que la tension de la bande est trop élevée, le logiciel réduit la vitesse d'enroulement pour réduire la tension.

• Gestion des processus : le logiciel peut stocker plusieurs ensembles de paramètres de processus pour différentes exigences de revêtement. L'opérateur peut appeler le jeu de paramètres correspondant en fonction de la tâche de production, ce qui simplifie l'opération et garantit la cohérence de la qualité du revêtement. De plus, le logiciel peut enregistrer les données de production de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, ce qui est pratique pour la traçabilité et l'analyse de la qualité.

• Diagnostic des pannes : le logiciel dispose d'une fonction de diagnostic des pannes, qui surveille l'état de fonctionnement de chaque composant en temps réel. Si un défaut se produit, le logiciel enverra immédiatement un signal d'alarme à l'interface homme-machine, affichera l'emplacement et la cause du défaut et prendra les mesures de protection correspondantes pour éviter d'autres dommages à l'équipement. La fonction de diagnostic des défauts de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau peut réduire considérablement le temps de maintenance et améliorer le taux d'utilisation de l'équipement.

6. Système de contrôle du gaz : assurer la pureté et la stabilité du gaz de revêtement dans la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau

Dans certains processus de revêtement de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, il est nécessaire d'introduire un certain type de gaz dans la chambre à vide pour participer à la réaction de revêtement ou ajuster le degré de vide. Le système de contrôle du gaz est chargé de fournir un gaz de haute pureté et de contrôler le débit et la pression du gaz pour assurer la stabilité du processus de revêtement et la qualité de la couche de film.

6.1 Système d'alimentation en gaz

Le système d'alimentation en gaz de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau comprend principalement des bouteilles de gaz, des filtres à gaz et des réducteurs de pression.

• Bouteilles de gaz : les bouteilles de gaz stockent le gaz nécessaire au processus de revêtement. Le gaz contenu dans la bouteille doit être d'une grande pureté pour éviter que les impuretés n'affectent la qualité du film. De plus, les bouteilles de gaz sont équipées de manomètres pour surveiller le volume de gaz restant.

• Filtres à gaz : les filtres à gaz sont utilisés pour éliminer les impuretés présentes dans le gaz. Le gaz provenant du cylindre peut contenir des traces d'impuretés, qui se déposeront sur la surface de la bande ou sur la source de revêtement pendant le processus de revêtement, entraînant des défauts du film. Par conséquent, la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est généralement équipée de filtres à plusieurs étages pour garantir la pureté du gaz.

• Réducteurs de pression : Les réducteurs de pression réduisent la haute pression du gaz dans la bouteille à une basse pression adaptée au processus de revêtement. La pression du gaz dans la bouteille est généralement élevée, tandis que la pression requise pour le processus de revêtement est généralement faible. Le réducteur de pression peut stabiliser la pression de sortie, éviter les fluctuations de pression affectant le débit de gaz.

6.2 Système de contrôle du débit de gaz

Le système de contrôle du débit de gaz est le cœur du système de contrôle du gaz de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, qui contrôle le débit de gaz entrant dans la chambre à vide. La précision du débit de gaz affecte directement l'épaisseur et la composition du film. Par exemple, dans la production de films conducteurs par pulvérisation cathodique, le rapport des débits de différents gaz détermine la résistivité du film. Les dispositifs courants de contrôle du débit de gaz dans les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau comprennent :

• Contrôleur de débit massique : Il s'agit d'un dispositif de contrôle de débit de haute précision qui contrôle le débit de gaz en mesurant le débit massique du gaz. Il a une précision de contrôle élevée et une vitesse de réponse rapide, ce qui convient aux machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau qui nécessitent un contrôle précis du débit de gaz. Il peut être calibré pour différents gaz et présente une bonne compatibilité.

• Vanne à pointeau : La vanne à pointeau contrôle le débit de gaz en ajustant l'ouverture du noyau de la vanne. Il a une structure simple et un faible coût, mais sa précision de contrôle est faible, ce qui convient aux machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau ayant de faibles exigences en matière de contrôle du débit de gaz.

Le système de contrôle du débit de gaz de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est un système en boucle fermée. Le contrôleur de débit massique ou la vanne à pointeau ajuste le débit de gaz en fonction du signal de contrôle envoyé par le contrôleur logique programmable, et le capteur de débit détecte le débit réel et le renvoie au contrôleur logique programmable pour former un contrôle en boucle fermée, assurant la stabilité du débit de gaz.

6.3 Système d'échappement des gaz

Le système d'échappement des gaz est utilisé pour évacuer l'excès de gaz dans la chambre à vide de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau afin de maintenir la stabilité du degré de vide. Il est généralement composé d'une pompe à vide et d'un piège à gaz. Le piège à gaz est installé entre la chambre à vide et la pompe à vide, qui peut capturer le gaz condensable dans les gaz d'échappement pour éviter de contaminer la pompe à vide. Par exemple, dans le revêtement par évaporation de films métalliques, le piège à gaz peut capturer l'excès de vapeur métallique, l'empêchant de pénétrer dans la pompe à diffusion et affectant l'efficacité du pompage.

7. Coordination et fonctionnement des composants de la machine de revêtement sous vide roll-to-roll

La machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est un système complexe composé de plusieurs composants, et le fonctionnement coordonné de chaque composant est la clé pour garantir une production stable. Le processus de fonctionnement typique de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est le suivant :

1. Étape de préparation : L'opérateur installe le rouleau de bande sur le mécanisme de déroulement et le rouleau vide sur le mécanisme d'enroulement ; définit les paramètres du processus via l'interface homme-machine ; vérifie l'état de chaque composant.
2. Étape de pompage sous vide : L'automate programmable contrôle l'unité de pompe à vide pour qu'elle démarre en séquence afin d'extraire l'air dans la chambre à vide. Le capteur de vide détecte le degré de vide en temps réel et le renvoie à l'automate programmable. Lorsque le degré de vide atteint la valeur définie, l'automate programmable envoie un signal pour passer à l'étape suivante.
3. Étape de préchauffage de la bande : le système de transport de la bande démarre et la bande est introduite dans la chambre à vide ; le rouleau de préchauffage préchauffe la bande à la température réglée pour éliminer l'humidité et les impuretés. Le système de contrôle de tension ajuste les vitesses de déroulement et d'enroulement pour maintenir la tension de la bande dans la plage définie.
4. Étape de revêtement : le système source de revêtement démarre ; les particules de revêtement sont déposées sur la surface de la bande pour former une couche de film. Le capteur d'épaisseur de film détecte l'épaisseur du film en temps réel et ajuste la puissance de la source de revêtement ou la vitesse de la bande pour garantir que l'épaisseur du film répond aux exigences. Le système de chauffage et de refroidissement maintient la température de la chambre à vide, de la source de revêtement et de la bande aux valeurs définies.
5. Étape d'enroulement : La bande enduite est refroidie par le rouleau de refroidissement, puis enroulée en rouleau par le mécanisme d'enroulement. L'automate programmable enregistre les données de production et surveille l'état de fonctionnement de chaque composant. Si un défaut survient, le système déclenche immédiatement une alarme et prend des mesures de protection.
6. Étape d'arrêt : Une fois le revêtement terminé, le système source de revêtement est d'abord arrêté ; puis l'unité de pompe à vide est arrêtée en séquence ; la chambre à vide est mise à l'air libre jusqu'à la pression atmosphérique ; l'opérateur retire le rouleau de bande enduite et nettoie l'équipement.
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8. Sélection et maintenance des composants pour la machine de revêtement sous vide roll-to-roll

8.1 Sélection des composants

La sélection des composants pour la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau doit être basée sur les exigences de production afin de garantir les performances et la rentabilité de l'équipement.

• Système de vide : pour les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau qui nécessitent des degrés de vide poussés, une unité de pompe moléculaire doit être sélectionnée ; pour la production générale de films métalliques, une unité de pompe à diffusion peut être sélectionnée pour réduire les coûts.

• Système de transport de bande : pour les matériaux en bande mince et faciles à déformer, un système de contrôle de tension entraîné par un servomoteur et des rouleaux de guidage de haute précision doivent être sélectionnés ; pour les matériaux en bande de grande largeur, un système de rouleaux multi-guides et un dispositif de correction à double déviation doivent être sélectionnés.

• Système de source de revêtement : pour la production de films métalliques, une source d'évaporation peut être sélectionnée ; pour la production de films composés, une cible de pulvérisation doit être sélectionnée ; pour la production de films céramiques, un dispositif de réaction doit être sélectionné.

• Système de contrôle : pour les machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau à grande vitesse et haute précision, un contrôleur logique programmable de qualité industrielle et un système d'asservissement à haute réponse doivent être sélectionnés ; pour la production à petite échelle, un contrôleur logique programmable à usage général et un système de moteur pas à pas peuvent être sélectionnés pour réduire les coûts.

8.2 Entretien des composants

Un entretien régulier des composants de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est crucial pour prolonger la durée de vie de l'équipement et assurer une production stable.

• Système de vide : vérifiez régulièrement le niveau d'huile et la qualité de l'huile de la pompe mécanique et remplacez l'huile régulièrement ; nettoyer régulièrement le filtre de la pompe moléculaire ; vérifiez régulièrement l'étanchéité à l'air de la chambre à vide et remplacez le joint torique en cas de fuite d'air.

• Système de transport Web : nettoyez régulièrement la surface du rouleau de guidage pour éviter toute contamination ; vérifier régulièrement le capteur de tension et le calibrer en cas d'écart ; lubrifier régulièrement le roulement des mécanismes de déroulement et d'enroulement.

• Système de source de revêtement : nettoyer le creuset de la source d'évaporation après chaque lot de production pour éliminer les matériaux de revêtement résiduels ; vérifiez régulièrement l'usure de la cible de pulvérisation et remplacez la cible lorsque l'usure atteint un certain niveau ; nettoyer régulièrement le filtre à gaz du dispositif de réaction.

• Système de contrôle : sauvegardez régulièrement les paramètres de processus et le programme de l'automate programmable pour éviter toute perte de données ; nettoyez régulièrement l'écran de l'interface homme-machine pour éviter que la poussière n'affecte le fonctionnement ; Vérifiez régulièrement le câblage du capteur et de l'actionneur pour garantir un bon contact.

9. Développement futur

Tendances des composants de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau Avec le développement continu d'industries telles que l'électronique flexible, les nouvelles énergies et l'emballage avancé, la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau évolue vers une vitesse plus élevée, une plus grande précision et plus d'intelligence, et ses composants sont également confrontés à de nouvelles tendances de développement.

• Composants intelligents : le système de contrôle de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau adoptera la technologie de l'intelligence artificielle pour réaliser un contrôle adaptatif des paramètres du processus. Par exemple, le système d'IA peut ajuster automatiquement le degré de vide, la vitesse de revêtement et le débit de gaz en fonction des données en temps réel sur l'épaisseur, la tension et la température du film, améliorant ainsi la stabilité de la qualité du revêtement. De plus, les capteurs évolueront vers la miniaturisation et l’intégration, et les capteurs multifonctionnels seront largement utilisés pour réduire le nombre de composants et améliorer la fiabilité du système.

• Composants à haute efficacité : l'unité de pompe à vide évoluera vers une vitesse de pompage élevée et une faible consommation d'énergie. Par exemple, le nouveau type de pompe à spirale sèche ne présente aucune pollution par les hydrocarbures et une efficacité de pompage élevée, ce qui convient aux machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau respectueuses de l'environnement ; la cible de pulvérisation évoluera vers une densité élevée et une longue durée de vie, et la cible composite pourra améliorer le taux de pulvérisation et réduire le coût de production. De plus, le système de transport de bande adoptera un système à moteur linéaire, qui a une vitesse et une précision plus élevées, et peut répondre aux exigences des machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau à grande vitesse.

• Composants respectueux de l'environnement : Avec l'augmentation des exigences en matière de protection de l'environnement, les composants de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau accorderont davantage d'attention à la protection de l'environnement. Par exemple, la pompe à vide utilisera une huile lubrifiante respectueuse de l’environnement, biodégradable et non toxique ; la source de revêtement évoluera vers une technologie de revêtement à basse température, réduisant ainsi la consommation d'énergie et les émissions ; le système de contrôle du gaz adoptera un système de récupération de gaz en boucle fermée, qui pourra recycler l'excès de gaz pour réduire les déchets de gaz et la pollution de l'environnement.

Conclusion

La machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau est un équipement complexe de haute précision composé de plusieurs composants principaux. Chaque composant joue un rôle crucial dans le processus de revêtement. Le système de vide crée l’environnement sous vide nécessaire au revêtement ; le système de transport Web assure le fonctionnement stable du Web ; le système source de revêtement réalise le dépôt de la couche de film ; le système de chauffage et de refroidissement maintient un environnement de température stable ; le système de contrôle coordonne le fonctionnement de tous les composants ; le système de contrôle du gaz garantit la pureté et la stabilité du gaz de revêtement.

Comprendre les fonctions, les principes de fonctionnement et les méthodes de maintenance de ces composants est essentiel pour les professionnels engagés dans la production, l'approvisionnement et la maintenance de machines de revêtement sous vide rouleau à rouleau. Avec le développement continu de la technologie, les composants de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau deviendront plus intelligents, efficaces et respectueux de l'environnement, favorisant ainsi le rôle plus important de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau dans l'industrie manufacturière de haute technologie. Que vous optimisiez les paramètres de processus de la machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau existante ou que vous sélectionniez une nouvelle machine de revêtement sous vide rouleau à rouleau, une compréhension approfondie de ses composants vous aidera à prendre des décisions plus scientifiques et à obtenir de meilleurs résultats de production.

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