Στη σύγχρονη μεταποιητική βιομηχανία, η μηχανή επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό έχει γίνει ένας απαραίτητος βασικός εξοπλισμός σε τομείς όπως η συσκευασία, η ηλεκτρονική, η οπτική και η νέα ενέργεια. Πραγματοποιεί την εναπόθεση λειτουργικών μεμβρανών σε εύκαμπτα υλικά ιστού υπό συνθήκες κενού, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση του υλικού και διευρύνοντας το πεδίο εφαρμογής του. Για τους επαγγελματίες που ασχολούνται με την παραγωγή φιλμ, την προμήθεια εξοπλισμού ή τη συντήρηση, η κατανόηση των κύριων στοιχείων της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό δεν είναι μόνο η βάση για τη διασφάλιση σταθερής παραγωγής αλλά και το κλειδί για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων της διαδικασίας και τη μείωση των ποσοστών αστοχίας. Αυτό το άρθρο θα αναλύσει συστηματικά τα βασικά εξαρτήματα της μηχανής επίστρωσης ρολού σε ρολό, θα εξηγήσει τις λειτουργίες, τις αρχές λειτουργίας και τις επιπτώσεις στην ποιότητα της επίστρωσης και θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε πλήρως αυτόν τον εξοπλισμό υψηλής ακρίβειας.

1. Σύστημα κενού: Το βασικό θεμέλιο της μηχανής επίστρωσης κενού Roll To Roll

Το σύστημα κενού είναι η «καρδιά» της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό, καθώς δημιουργεί και διατηρεί το περιβάλλον υψηλού κενού που απαιτείται για τη διαδικασία επίστρωσης. Χωρίς σταθερό και αξιόπιστο περιβάλλον κενού, τα σωματίδια επικάλυψης θα συγκρούονται με μόρια αέρα σε μεγάλες ποσότητες κατά τη διαδικασία εναπόθεσης, οδηγώντας σε ελαττώματα όπως ανομοιόμορφο πάχος φιλμ, φυσαλίδες και κακή πρόσφυση. Το σύστημα κενού της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό αποτελείται κυρίως από δύο μέρη: τον θάλαμο κενού και τη μονάδα αντλίας κενού.

1.1 Θάλαμος κενού

Ο θάλαμος κενού είναι το «εργαστήριο» όπου η μηχανή επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό ολοκληρώνει τη διαδικασία επίστρωσης. Είναι ένα σφραγισμένο δοχείο κατασκευασμένο από ανοξείδωτο χάλυβα υψηλής αντοχής για να αντέχει την ατμοσφαιρική πίεση και να εξασφαλίζει μακροχρόνια αεροστεγανότητα. Ο σχεδιασμός του θαλάμου κενού πρέπει να πληροί πολλαπλές απαιτήσεις: πρώτον, πρέπει να έχει επαρκή εσωτερικό χώρο για να φιλοξενήσει το σύστημα μετάδοσης ιστού, το σύστημα πηγής επίστρωσης και άλλα εξαρτήματα. Δεύτερον, το εσωτερικό του τοίχωμα πρέπει να είναι λείο και να καθαρίζεται εύκολα για να αποφεύγεται η σκόνη ή οι υπολειμματικές ουσίες που επηρεάζουν την ποιότητα του φιλμ. Τρίτον, είναι εξοπλισμένο με πολλαπλές φλάντζες και διεπαφές για τη σύνδεση της μονάδας αντλίας κενού, του συστήματος ελέγχου αερίου και των αισθητήρων.

Κατά τη λειτουργία της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό, η αεροστεγανότητα του θαλάμου κενού καθορίζει άμεσα εάν μπορεί να επιτευχθεί ο απαιτούμενος βαθμός κενού. Τα κοινά σημεία διαρροής αέρα περιλαμβάνουν στεγανοποιήσεις φλάντζας, κλειδαριές θυρών και συνδέσεις διασύνδεσης. Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές συνήθως χρησιμοποιούν υψηλής ποιότητας O-rings για σφράγιση και διενεργούν τακτικές δοκιμές ανίχνευσης διαρροών για να εξασφαλίσουν την αεροστεγανότητα του θαλάμου. Επιπλέον, ορισμένες μηχανές επικάλυψης κενού μεγάλης κλίμακας από ρολό σε ρολό έχουν σχεδιαστεί με θάλαμο κενού τύπου split, ο οποίος είναι βολικός για τη συντήρηση και την αντικατάσταση εσωτερικών εξαρτημάτων, ειδικά όταν πρόκειται για υλικά ιστού μεγάλου πλάτους.

1.2 Μονάδα αντλίας κενού

Η μονάδα αντλίας κενού είναι η "πηγή ισχύος" που εξάγει αέρα από τον θάλαμο κενού της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό. Δεδομένου ότι η διαδικασία επίστρωσης απαιτεί διαφορετικά επίπεδα κενού, μια ενιαία αντλία κενού δεν μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις. Επομένως, η μονάδα αντλίας κενού της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό είναι συνήθως ένας συνδυασμός πολλαπλών αντλιών με διαφορετικές ταχύτητες άντλησης και εύρος κενού, οι οποίες λειτουργούν σε στάδια για να επιτύχουν τον στόχο κενού.

·Μηχανική αντλία κενού: Ως αντλία πρώτου σταδίου, χρησιμοποιείται κυρίως για την εξαγωγή του αέρα στο θάλαμο κενού σε κατάσταση χαμηλού κενού. Οι συνήθεις τύποι περιλαμβάνουν περιστροφικές αντλίες πτερυγίων και αντλίες ριζών. Η περιστροφική αντλία πτερυγίων έχει απλή δομή και χαμηλό κόστος, η οποία είναι κατάλληλη για μικρού και μεσαίου μεγέθους μηχανές επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό. η αντλία roots έχει μεγάλη ταχύτητα άντλησης και μπορεί να μειώσει γρήγορα την πίεση στον θάλαμο, η οποία χρησιμοποιείται συχνά σε μεγάλης κλίμακας ή υψηλής ταχύτητας μηχανές επίστρωσης ρολού σε ρολό.

·Αντλία υψηλού κενού: Αφού η μηχανική αντλία ολοκληρώσει το στάδιο χαμηλού κενού, η αντλία υψηλού κενού εξάγει περαιτέρω το υπόλοιπο αέριο στον θάλαμο για να φτάσει στην κατάσταση υψηλού κενού που απαιτείται για την επίστρωση. Οι συνήθεις τύποι περιλαμβάνουν αντλίες διάχυσης και μοριακές αντλίες. Η αντλία διάχυσης χρησιμοποιεί ατμούς λαδιού υψηλής θερμοκρασίας για την κίνηση των μορίων αερίου και έχει υψηλή ταχύτητα άντλησης για μη συμπυκνώσιμα αέρια, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως σε μηχανές επίστρωσης κυλίνδρων σε κυλίνδρους τύπου εξάτμισης. η μοριακή αντλία χρησιμοποιεί περιστρεφόμενα πτερύγια ρότορα υψηλής ταχύτητας για να «χτυπήσει» τα μόρια αερίου και να τα εκφορτίσει, με υψηλό βαθμό κενού και χωρίς ρύπανση από λάδι, η οποία είναι κατάλληλη για μηχανές επίστρωσης κενού σε κυλίνδρους που απαιτούν στρώματα φιλμ υψηλής καθαρότητας.

Ο συντονισμός της μονάδας αντλίας κενού είναι ζωτικής σημασίας για την αποτελεσματικότητα της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό. Εάν η ταχύτητα άντλησης της μηχανικής αντλίας είναι ανεπαρκής, θα παρατείνει το χρόνο για να φτάσει σε χαμηλό κενό. Εάν η αντλία υψηλού κενού αποτύχει, θα είναι αδύνατο να επιτευχθεί ο στόχος κενού, οδηγώντας σε ελαττώματα επίστρωσης. Επομένως, κατά την καθημερινή συντήρηση της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό, είναι απαραίτητο να ελέγχετε τακτικά τη στάθμη λαδιού της μηχανικής αντλίας, να καθαρίζετε το φίλτρο της μοριακής αντλίας και να αντικαθιστάτε τα ευάλωτα μέρη για να διασφαλίσετε τη σταθερή λειτουργία της μονάδας αντλίας κενού.

2. Σύστημα μεταφοράς Ιστού: Εξασφάλιση σταθερότηταςΛειτουργίαΥλικών Ιστού σε Μηχάνημα Επικάλυψης κενού σε Roll To Roll

Το σύστημα μεταφοράς ιστού είναι υπεύθυνο για το ξετύλιγμα, τη μεταφορά και την περιέλιξη εύκαμπτων υλικών ιστού στη μηχανή επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό. Η βασική του απαίτηση είναι να διασφαλίσει ότι ο ιστός λειτουργεί με σταθερή ταχύτητα, σταθερή τάση και καμία απόκλιση κατά τη διαδικασία επίστρωσης - οποιαδήποτε αστάθεια στη διαδικασία μεταφοράς θα προκαλέσει ελαττώματα όπως ανομοιομορφία πάχους μεμβράνης, ζάρωμα ιστού ή ζημιά στην άκρη. Το σύστημα μεταφοράς ιστού της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό περιλαμβάνει κυρίως μηχανισμούς ξετύλιξης, μηχανισμούς περιέλιξης, συστήματα ελέγχου τάσης και κυλίνδρους οδήγησης.

2.1 Μηχανισμός ξετύλιξης

Ο μηχανισμός ξετύλιξης βρίσκεται στην είσοδο του θαλάμου κενού της μηχανής επικάλυψης ρολού σε ρολό και χρησιμοποιείται για τη συνεχή τροφοδοσία του υλικού έλασης στην περιοχή επικάλυψης. Τα βασικά εξαρτήματά του περιλαμβάνουν έναν κύλινδρο ξετύλιξης, έναν κύλινδρο πίεσης ιστού και μια συσκευή διόρθωσης απόκλισης. Ο κύλινδρος ξετύλιξης συνδέεται με έναν κινητήρα ρύθμισης ταχύτητας, ο οποίος προσαρμόζει την ταχύτητα ξετυλίγματος ανάλογα με την ταχύτητα επίστρωσης. ο κύλινδρος συμπίεσης ιστού χρησιμοποιείται για να ισοπεδώσει το ιστό και να αποτρέψει την είσοδο φυσαλίδων αέρα στον θάλαμο κενού με τον ιστό. η συσκευή διόρθωσης απόκλισης παρακολουθεί τη θέση των άκρων του ιστού σε πραγματικό χρόνο. Εάν ο ιστός αποκλίνει, προσαρμόζει τη θέση του κυλίνδρου ξετύλιξης για να εξασφαλίσει ότι ο ιστός τρέχει κατά μήκος της προκαθορισμένης διαδρομής.

Κατά τη σχεδίαση του μηχανισμού ξετύλιξης για τη μηχανή επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τα χαρακτηριστικά των διαφορετικών υλικών ιστού. Για παράδειγμα, οι λεπτές πλαστικές μεμβράνες είναι επιρρεπείς σε παραμόρφωση, επομένως ο κύλινδρος ξετύλιξης πρέπει να έχει λεία επιφάνεια και κατάλληλη σκληρότητα. Τα μεταλλικά φύλλα έχουν υψηλή ακαμψία, επομένως η ταχύτητα ξετύλιξης πρέπει να είναι πιο σταθερή για να αποφευχθούν οι διακυμάνσεις της τάσης. Επιπλέον, ορισμένες μηχανές επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό είναι εξοπλισμένες με μια συσκευή προθέρμανσης στο άκρο ξετύλιξης για την αφαίρεση της υγρασίας και των ακαθαρσιών στην επιφάνεια του ιστού, η οποία βοηθά στη βελτίωση της πρόσφυσης του στρώματος μεμβράνης.

2.2 Μηχανισμός περιέλιξης

Ο μηχανισμός περιέλιξης βρίσκεται στην έξοδο του θαλάμου κενού της μηχανής επικάλυψης ρολού για ρολό και χρησιμοποιείται για την περιέλιξη του επικαλυμμένου ιστού σε ένα τακτοποιημένο ρολό. Παρόμοια με τον μηχανισμό ξετύλιξης, περιλαμβάνει επίσης έναν κύλινδρο περιέλιξης, έναν κύλινδρο πίεσης ιστού και μια συσκευή ελέγχου τάσης. Ο κύλινδρος περιέλιξης κινείται από έναν κινητήρα ροπής ή έναν σερβοκινητήρα, ο οποίος προσαρμόζει την τάση περιέλιξης ανάλογα με τη διάμετρο του τυλιγμένου ιστού - όταν η διάμετρος του ρολού αυξάνεται, η ταχύτητα περιέλιξης πρέπει να μειωθεί ελαφρώς για να διατηρηθεί σταθερή τάση. ο κύλινδρος συμπίεσης ιστού πιέζει σφιχτά τον επικαλυμμένο ιστό για να αποφύγει τη χαλαρή περιέλιξη και να εξασφαλίσει την πυκνότητα του ρολού.

Η ποιότητα του μηχανισμού περιέλιξης επηρεάζει άμεσα την επακόλουθη επεξεργασία του ιστού. Για παράδειγμα, εάν η τάση της περιέλιξης είναι πολύ υψηλή, ο ιστός μπορεί να τεντωθεί ή ακόμα και να σπάσει. Εάν η τάση είναι πολύ χαμηλή, το ρολό μπορεί να είναι χαλαρό και επιρρεπές σε ολίσθηση στρώσης. Επομένως, η μηχανή επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό χρησιμοποιεί συνήθως ένα σύστημα ελέγχου τάσης κλειστού βρόχου για τον μηχανισμό περιέλιξης, το οποίο συλλέγει σήματα τάσης μέσω αισθητήρων και προσαρμόζει την ταχύτητα του κινητήρα σε πραγματικό χρόνο για να εξασφαλίσει σταθερή τάση κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας περιέλιξης.

2.3 Σύστημα ελέγχου τάσης

Το σύστημα ελέγχου τάσης είναι το «νευρικό κέντρο» του συστήματος μεταφοράς ιστού στη μηχανή επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό. Συντονίζει τους μηχανισμούς ξετύλιξης και περιέλιξης για να διατηρεί την τάση του ιστού εντός του καθορισμένου εύρους. Το σύστημα ελέγχου τάσης περιλαμβάνει κυρίως αισθητήρες τάσης, ελεγκτές και ενεργοποιητές. Ο αισθητήρας τάσης είναι εγκατεστημένος μεταξύ των μηχανισμών ξετύλιξης και περιέλιξης για να ανιχνεύει την τάση του ιστού σε πραγματικό χρόνο. ο ελεγκτής συγκρίνει την ανιχνευόμενη τιμή τάσης με την καθορισμένη τιμή και στέλνει σήματα ρύθμισης στον ενεργοποιητή. ο ενεργοποιητής ρυθμίζει την ταχύτητα ξετύλιξης ή τη ροπή περιέλιξης σύμφωνα με τα σήματα για να εξισορροπήσει την τάση.

Σε μηχανές επικάλυψης κενού υψηλής ταχύτητας roll to roll, η ταχύτητα απόκρισης του συστήματος ελέγχου τάσης είναι ιδιαίτερα σημαντική. Εάν το σύστημα ανταποκρίνεται πολύ αργά, θα προκύψουν διακυμάνσεις τάσης όταν αλλάζει η ταχύτητα ιστού, οδηγώντας σε αποκλίσεις στο πάχος του φιλμ. Επομένως, οι προηγμένες μηχανές επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό συνήθως χρησιμοποιούν σερβοκινητήρες με υψηλές ταχύτητες απόκρισης και ψηφιακούς ελεγκτές τάσης για τη βελτίωση της ακρίβειας και της σταθερότητας του ελέγχου τάνυσης.

2.4 Οδηγοί κυλίνδρων

Οι οδηγοί κύλινδροι κατανέμονται σε όλη τη διαδρομή μεταφοράς ιστού της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό, συμπεριλαμβανομένου του εσωτερικού και του εξωτερικού του θαλάμου κενού. Η κύρια λειτουργία τους είναι να καθοδηγούν τον ιστό να τρέχει κατά μήκος της προκαθορισμένης διαδρομής και να διασφαλίζουν ότι ο ιστός είναι επίπεδος κατά τη διαδικασία επίστρωσης. Οι κύλινδροι οδηγοί είναι συνήθως κατασκευασμένοι από ανοξείδωτο χάλυβα ή κράμα αλουμινίου και οι επιφάνειές τους είναι γυαλισμένες σε υψηλό φινίρισμα για να αποφευχθεί το ξύσιμο του ιστού. Επιπλέον, ορισμένοι οδηγοί κύλινδροι στον θάλαμο κενού είναι εξοπλισμένοι με λειτουργίες θέρμανσης ή ψύξης: ο κύλινδρος οδηγός θέρμανσης μπορεί να προθερμάνει τον ιστό για να βελτιώσει την ομοιομορφία του στρώματος μεμβράνης. ο κύλινδρος-οδηγός ψύξης μπορεί να κρυώσει εγκαίρως τον επικαλυμμένο ιστό για να αποτρέψει την καταστροφή του στρώματος μεμβράνης λόγω υψηλής θερμοκρασίας.

Η θέση εγκατάστασης και ο παραλληλισμός των κυλίνδρων οδηγών έχουν μεγάλη επίδραση στην κατάσταση λειτουργίας του ιστού. Εάν οι οδηγοί κύλινδροι δεν είναι παράλληλοι, ο ιστός θα αποκλίνει. Εάν η επιφάνεια του κυλίνδρου οδήγησης είναι μολυσμένη, θα αφήσει σημάδια στον ιστό. Επομένως, κατά την καθημερινή συντήρηση της μηχανής επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό, είναι απαραίτητο να καθαρίζετε τακτικά την επιφάνεια των κυλίνδρων οδηγών και να ελέγχετε την παραλληλία και την ομοκεντρότητά τους.

3. Σύστημα πηγής επίστρωσης: Ο πυρήνας της εναπόθεσης φιλμ στη μηχανή επίστρωσης κενού σε ρολό σε ρολό

Το σύστημα πηγής επίστρωσης είναι το μέρος που δημιουργεί σωματίδια επίστρωσης στη μηχανή επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό και τα εναποθέτει στην επιφάνεια του ιστού για να σχηματίσει ένα στρώμα μεμβράνης. Ο τύπος του συστήματος πηγής επίστρωσης καθορίζει την τεχνολογία επίστρωσης και την απόδοση του στρώματος φιλμ. Σύμφωνα με διαφορετικές τεχνολογίες επίστρωσης, το σύστημα πηγής επίστρωσης της μηχανής επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό μπορεί να χωριστεί σε πηγές εξάτμισης, στόχους εκτόξευσης και συσκευές αντίδρασης.

3.1 Πηγή εξάτμισης

Η επίστρωση εξάτμισης είναι μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες σε μηχανές επίστρωσης κενού σε κυλίνδρους, ιδιαίτερα κατάλληλο για την εναπόθεση μεταλλικών μεμβρανών και μεμβρανών οξειδίου. Η πηγή εξάτμισης είναι το βασικό συστατικό του συστήματος επίστρωσης εξάτμισης, το οποίο θερμαίνει το υλικό επικάλυψης σε υψηλή θερμοκρασία για να εξατμιστεί ή να εξυψωθεί και τα παραγόμενα σωματίδια ατμού πετούν στην επιφάνεια του ιστού υπό τη δράση του κενού και συμπυκνώνονται για να σχηματίσουν μια μεμβράνη. Οι συνήθεις τύποι πηγών εξάτμισης σε μηχανές επίστρωσης κενού από κυλίνδρους σε ρολό περιλαμβάνουν:

• Πηγή εξάτμισης αντίστασης: Χρησιμοποιεί ένα μεταλλικό σύρμα υψηλής αντοχής ή ένα χωνευτήριο για τη θέρμανση του υλικού επικάλυψης. Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το υλικό αντίστασης, παράγει θερμότητα για να λιώσει ή να εξατμιστεί το υλικό επικάλυψης. Η πηγή εξάτμισης με αντίσταση έχει απλή δομή και χαμηλό κόστος, η οποία είναι κατάλληλη για επικάλυψη υλικών με χαμηλά σημεία τήξης. Ωστόσο, η θερμοκρασία θέρμανσης του είναι περιορισμένη και δεν είναι κατάλληλο για υλικά υψηλού σημείου τήξης.

• Πηγή εξάτμισης δέσμης ηλεκτρονίων: Χρησιμοποιεί ένα πιστόλι ηλεκτρονίων για να εκπέμπει δέσμες ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας, οι οποίες εστιάζονται στην επιφάνεια του υλικού επίστρωσης για να το θερμάνουν. Η πηγή εξάτμισης δέσμης ηλεκτρονίων έχει υψηλή θερμοκρασία θέρμανσης και μπορεί να εξατμίσει σχεδόν όλα τα μέταλλα και τα αμέταλλα. Επιπλέον, η δέσμη ηλεκτρονίων είναι συγκεντρωμένη και η περιοχή θέρμανσης είναι μικρή, γεγονός που μπορεί να αποφύγει τη μόλυνση του στρώματος του φιλμ από το υλικό του χωνευτηρίου. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται ευρέως σε μηχανές επίστρωσης κενού σε κυλίνδρους που απαιτούν στρώματα φιλμ υψηλής καθαρότητας.

• Πηγή εξάτμισης επαγωγής: Χρησιμοποιεί ρεύμα επαγωγής υψηλής συχνότητας για τη δημιουργία ενός εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου, το οποίο προκαλεί δινορεύματα στο αγώγιμο υλικό επίστρωσης για να το θερμάνει. Η επαγωγική πηγή εξάτμισης έχει ομοιόμορφη θέρμανση και υψηλή απόδοση, η οποία είναι κατάλληλη για επικάλυψη υλικών με καλή αγωγιμότητα. Χρησιμοποιείται συχνά σε μηχανές επίστρωσης κενού σε κυλίνδρους για την παραγωγή αγώγιμων μεμβρανών.

Ο σχεδιασμός της πηγής εξάτμισης στη μηχανή επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό πρέπει να λαμβάνει υπόψη το πλάτος του ιστού. Για υλικά ιστού μεγάλου πλάτους, χρησιμοποιείται συνήθως ένα σύστημα εξάτμισης πολλαπλών πηγών, όπου πολλαπλές πηγές εξάτμισης διατάσσονται κατά μήκος της κατεύθυνσης του πλάτους του ιστού για να εξασφαλίσουν ομοιόμορφο πάχος μεμβράνης. Επιπλέον, η απόσταση μεταξύ της πηγής εξάτμισης και του ιστού επηρεάζει επίσης την ποιότητα του φιλμ - μια πολύ μικρή απόσταση θα οδηγήσει σε ανομοιόμορφο πάχος του φιλμ, ενώ μια πολύ μεγάλη απόσταση θα μειώσει τον ρυθμό εναπόθεσης.

3.2 Στόχος με ψεκασμό

Η επίστρωση διασκορπισμού είναι μια άλλη σημαντική τεχνολογία επίστρωσης σε μηχανές επίστρωσης κενού ρολού σε ρολό, η οποία είναι κατάλληλη για την εναπόθεση σκληρών μεμβρανών, σύνθετων μεμβρανών και μεμβρανών πολλαπλών στρώσεων. Ο στόχος διασκορπισμού είναι το βασικό συστατικό του συστήματος επίστρωσης με ψεκασμό. Στο περιβάλλον υψηλού κενού, αδρανές αέριο εισάγεται στον θάλαμο κενού της μηχανής επικάλυψης κενού κυλίνδρου σε ρολό και εφαρμόζεται υψηλή τάση μεταξύ του στόχου και του ιστού για να ιονίσει το αδρανές αέριο σε ιόντα. Τα ιόντα επιταχύνονται από το ηλεκτρικό πεδίο και βομβαρδίζουν την επιφάνεια του στόχου, και τα άτομα-στόχοι εκτινάσσονται και εναποτίθενται στην επιφάνεια του ιστού για να σχηματίσουν ένα στρώμα μεμβράνης. Η απόδοση του στόχου διασκορπισμού επηρεάζει άμεσα την ποιότητα και τον ρυθμό εναπόθεσης του στρώματος φιλμ. Οι βασικές παράμετροι του στόχου sputtering περιλαμβάνουν:

• Καθαρότητα υλικού: Η καθαρότητα του υλικού στόχου πρέπει να είναι υψηλή, διαφορετικά θα εισαχθούν ακαθαρσίες στο στρώμα του φιλμ, επηρεάζοντας την απόδοση του φιλμ. Για παράδειγμα, στην παραγωγή αγώγιμων μεμβρανών, η καθαρότητα του στόχου πρέπει να φτάσει σε υψηλό επίπεδο για να διασφαλιστεί η αγωγιμότητα του φιλμ.

• Πυκνότητα: Ο στόχος με υψηλή πυκνότητα έχει ομοιόμορφη δομή και σταθερό ρυθμό εκτόξευσης, ο οποίος μπορεί να αποφύγει τη δημιουργία σωματιδίων κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης. Επομένως, ο στόχος εκτόξευσης της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό γίνεται συνήθως με θερμή συμπίεση ή πυροσυσσωμάτωση για τη βελτίωση της πυκνότητάς της.

• Μέγεθος και σχήμα: Το μέγεθος του στόχου καθορίζεται από το πλάτος του ιστού. Για μηχανές επίστρωσης κενού από κυλίνδρους σε ρολό μεγάλου πλάτους, χρησιμοποιούνται στόχοι μακριών λωρίδων, οι οποίοι είναι διατεταγμένοι κατά μήκος της κατεύθυνσης του πλάτους του ιστού για να εξασφαλίσουν ομοιόμορφο πάχος μεμβράνης. Επιπρόσθετα, το σχήμα του στόχου επηρεάζει επίσης την αποτελεσματικότητα της επιμετάλλωσης - οι κυλινδρικοί στόχοι έχουν μεγαλύτερη περιοχή διασκορπισμού και υψηλότερο ρυθμό εναπόθεσης, οι οποίοι είναι κατάλληλοι για μηχανές επικάλυψης κενού υψηλής ταχύτητας roll to roll.

Οι συνήθεις τύποι τεχνολογιών επιμετάλλωσης σε μηχανές επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό περιλαμβάνουν διασκορπισμό συνεχούς ρεύματος, διασκορπισμό ραδιοσυχνοτήτων και ψεκασμό με μαγνήτρον. Μεταξύ αυτών, η επιμετάλλωση μαγνητρονίων είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Προσθέτει ένα μαγνητικό πεδίο κοντά στον στόχο για να παγιδεύσει ηλεκτρόνια, να αυξήσει τον ρυθμό ιονισμού του αδρανούς αερίου και να βελτιώσει τον ρυθμό εκτόξευσης. Οι στόχοι διασκορπισμού Magnetron χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή εύκαμπτων ηλεκτρονικών μεμβρανών, διακοσμητικών μεμβρανών και λειτουργικών μεμβρανών φραγμού.

3.3 Συσκευή αντίδρασης

Το Chemical Vapor Deposition είναι μια τεχνολογία επίστρωσης που χρησιμοποιεί χημικές αντιδράσεις για τη δημιουργία ουσιών που σχηματίζουν φιλμ στην επιφάνεια του ιστού. Είναι κατάλληλο για εναπόθεση κεραμικών μεμβρανών και μεμβρανών ημιαγωγών.

Η συσκευή αντίδρασης της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό περιλαμβάνει κυρίως έναν θάλαμο αντίδρασης, ένα σύστημα εισαγωγής αερίου και ένα σύστημα θέρμανσης. Στο περιβάλλον κενού, το αέριο αντίδρασης εισάγεται στον θάλαμο αντίδρασης και υπό τη δράση θέρμανσης ή πλάσματος, το αέριο αντίδρασης υφίσταται χημικές αντιδράσεις για να δημιουργήσει στερεές ουσίες που σχηματίζουν φιλμ, οι οποίες εναποτίθενται στην επιφάνεια του ιστού για να σχηματίσουν ένα στρώμα μεμβράνης. Η συσκευή αντίδρασης της μηχανής επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό έχει υψηλές απαιτήσεις για τον έλεγχο των συνθηκών αντίδρασης. Η θερμοκρασία, η πίεση και ο ρυθμός ροής αερίου στον θάλαμο αντίδρασης πρέπει να ελέγχονται με ακρίβεια για να διασφαλίζεται η ομοιομορφία και η καθαρότητα του στρώματος μεμβράνης. Για παράδειγμα, στην παραγωγή μεμβρανών φραγμού για συσκευασία τροφίμων, η θερμοκρασία αντίδρασης συνήθως ελέγχεται εντός ενός συγκεκριμένου εύρους και ο ρυθμός ροής αερίου ρυθμίζεται σύμφωνα με την ταχύτητα επικάλυψης για να διασφαλιστεί η απόδοση φραγμού του φιλμ.

Σε σύγκριση με την επίστρωση εξάτμισης και την επίστρωση διασκορπισμού, το Chemical Vapor Deposition έχει τα πλεονεκτήματα της καλής πρόσφυσης του φιλμ και του ομοιόμορφου πάχους του φιλμ, αλλά ο ρυθμός εναπόθεσής του είναι χαμηλότερος. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται συχνά σε μηχανές επίστρωσης κενού σε κυλίνδρους που απαιτούν υψηλή απόδοση φιλμ αλλά όχι υψηλή ταχύτητα παραγωγής, όπως η παραγωγή μεμβρανών ημιαγωγών για εύκαμπτα ηλεκτρονικά.

4. Σύστημα θέρμανσης και ψύξης: Διατήρηση σταθερού περιβάλλοντος θερμοκρασίας για μηχανή επίστρωσης κενού σε ρολό

Η διαδικασία επίστρωσης της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό είναι πολύ ευαίσθητη στη θερμοκρασία. Πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή θερμοκρασία θα επηρεάσει την ποιότητα του στρώματος του φιλμ και τη σταθερότητα του εξοπλισμού. Το σύστημα θέρμανσης και ψύξης είναι υπεύθυνο για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας του θαλάμου κενού, του υλικού ιστού και της πηγής επίστρωσης για τη διατήρηση ενός σταθερού περιβάλλοντος θερμοκρασίας για τη διαδικασία επίστρωσης.

4.1 Σύστημα Θέρμανσης

Το σύστημα θέρμανσης της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό έχει κυρίως δύο λειτουργίες: προθέρμανση του υλικού ιστού και θέρμανση του θαλάμου κενού.

• Προθέρμανση Ιστού: Πριν ο ιστός εισέλθει στην περιοχή επικάλυψης, πρέπει να προθερμανθεί για να αφαιρεθεί η υγρασία και οι πτητικές ακαθαρσίες στην επιφάνεια. Αυτό όχι μόνο μπορεί να βελτιώσει την πρόσφυση του στρώματος μεμβράνης αλλά και να αποφύγει τη δημιουργία φυσαλίδων στο στρώμα μεμβράνης λόγω της εξάτμισης της υγρασίας κατά τη διαδικασία επικάλυψης. Η προθέρμανση του ιστού συνήθως ολοκληρώνεται με έναν κύλινδρο προθέρμανσης ή έναν θερμαντήρα υπέρυθρης ακτινοβολίας εγκατεστημένο στο άκρο ξετύλιξης της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό. Η θερμοκρασία προθέρμανσης καθορίζεται από το υλικό του ιστού—για παράδειγμα, η θερμοκρασία προθέρμανσης ορισμένων μεμβρανών είναι συνήθως εντός ενός συγκεκριμένου εύρους, ενώ η θερμοκρασία προθέρμανσης των μεταλλικών φύλλων μπορεί να είναι υψηλότερη.

• Θέρμανση θαλάμου κενού: Σε ορισμένες διαδικασίες επίστρωσης, ο θάλαμος κενού πρέπει να θερμανθεί σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία για να προωθηθεί η χημική αντίδραση του υλικού επικάλυψης. Η θέρμανση του θαλάμου κενού συνήθως πραγματοποιείται με θερμαντικά μανδύα ή ράβδους θέρμανσης που είναι εγκατεστημένες στο εξωτερικό τοίχωμα του θαλάμου. Το θερμαντικό περίβλημα τυλίγεται γύρω από το εξωτερικό τοίχωμα του θαλάμου κενού και θερμαίνει τον θάλαμο μέσω ηλεκτρικής θέρμανσης. η ράβδος θέρμανσης εισάγεται στον θάλαμο και θερμαίνει απευθείας το εσωτερικό περιβάλλον. Η θερμοκρασία του θαλάμου κενού ελέγχεται από έναν αισθητήρα θερμοκρασίας και έναν ελεγκτή και η ακρίβεια είναι συνήθως σε μικρό εύρος.

Επιπλέον, η πηγή εξάτμισης της μηχανής επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό διαθέτει επίσης ενσωματωμένο σύστημα θέρμανσης, το οποίο χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του υλικού επικάλυψης στη θερμοκρασία εξάτμισης. Η θερμοκρασία θέρμανσης της πηγής εξάτμισης ελέγχεται από ένα θερμοστοιχείο ή ένα οπτικό πυρόμετρο και η ακρίβεια απαιτείται να είναι υψηλή για να διασφαλιστεί η σταθερότητα του ρυθμού εξάτμισης.

4.2 Σύστημα ψύξης

Το σύστημα ψύξης της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό χρησιμοποιείται για την ψύξη του θαλάμου κενού, της πηγής επίστρωσης και του επικαλυμμένου ιστού για την αποφυγή υπερθέρμανσης.

• Ψύξη θαλάμου κενού: Κατά τη λειτουργία της μηχανής επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό, η μονάδα αντλίας κενού και η πηγή επίστρωσης θα παράγουν πολλή θερμότητα, η οποία θα προκαλέσει αύξηση της θερμοκρασίας του θαλάμου κενού. Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, θα επηρεάσει την αεροστεγανότητα του θαλάμου και τη σταθερότητα του ιστού. Επομένως, το εξωτερικό τοίχωμα του θαλάμου κενού είναι συνήθως εξοπλισμένο με ένα χιτώνιο νερού ψύξης και το νερό ψύξης κυκλοφορεί για να απομακρύνει τη θερμότητα. Για μικρής κλίμακας μηχανές επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ψύξη αέρα, αλλά η απόδοση ψύξης είναι χαμηλότερη από την ψύξη με νερό.

• Coating Source Cooling: Η πηγή επίστρωσης θα παράγει πολλή θερμότητα κατά τη διαδικασία επίστρωσης. Εάν δεν κρυώσει εγκαίρως, το αρχικό υλικό θα καταστραφεί και ο ρυθμός επίστρωσης θα επηρεαστεί. Ο στόχος εκτόξευσης ψύχεται συνήθως με εσωτερική ψύξη νερού - το νερό ψύξης ρέει μέσω του καναλιού ψύξης μέσα στο στόχο για να αφαιρέσει τη θερμότητα. η πηγή εξάτμισης της δέσμης ηλεκτρονίων ψύχεται με ψύξη νερού ή ψύξη λαδιού και το ψυκτικό μέσο κυκλοφορεί μέσω του ψυκτικού περιβλήματος του πιστολιού ηλεκτρονίων για να αποτρέψει την υπερθέρμανση του πιστολιού ηλεκτρονίων.

• Ψύξη Ιστού: Μετά την επικάλυψη του ιστού, η θερμοκρασία του θα αυξηθεί λόγω της θερμότητας από την πηγή επίστρωσης. Εάν δεν ψυχθεί εγκαίρως, ο ιστός μπορεί να παραμορφωθεί και το στρώμα μεμβράνης μπορεί να οξειδωθεί. Επομένως, η μηχανή επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό είναι συνήθως εξοπλισμένη με έναν κύλινδρο ψύξης στην έξοδο του θαλάμου κενού. Ο κύλινδρος ψύξης είναι εσωτερικά γεμάτος με νερό ψύξης και ο επικαλυμμένος ιστός βρίσκεται σε στενή επαφή με τον κύλινδρο ψύξης για να επιτευχθεί γρήγορη ψύξη.

Το σύστημα θέρμανσης και ψύξης της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό είναι ένα σύστημα ελέγχου κλειστού βρόχου. Ο αισθητήρας θερμοκρασίας συλλέγει το σήμα θερμοκρασίας σε πραγματικό χρόνο και το στέλνει στον ελεγκτή. Ο ελεγκτής προσαρμόζει την ισχύ θέρμανσης ή τον ρυθμό ροής του ψυκτικού μέσου σύμφωνα με τη ρυθμισμένη θερμοκρασία για να εξασφαλίσει τη σταθερότητα της θερμοκρασίας κάθε εξαρτήματος.

5. Σύστημα ελέγχου: Ο «εγκέφαλος» της Roll To Roll Vacuum Coating Machine

Το σύστημα ελέγχου είναι ο «εγκέφαλος» της μηχανής επίστρωσης κενού roll to roll, η οποία ενσωματώνει και ελέγχει όλα τα εξαρτήματα για να εξασφαλίσει τη συντονισμένη λειτουργία ολόκληρου του εξοπλισμού. Η προηγμένη φύση και η σταθερότητα του συστήματος ελέγχου καθορίζουν άμεσα το επίπεδο αυτοματισμού, την απόδοση παραγωγής και την ποιότητα επίστρωσης της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό.

5.1 Εξαρτήματα υλικού

Το υλικό του συστήματος ελέγχου της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό περιλαμβάνει κυρίως έναν προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή, μια διεπαφή ανθρώπου-μηχανής, αισθητήρες και ενεργοποιητές.

• Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής: Ως ο πυρήνας του συστήματος ελέγχου, είναι υπεύθυνος για την επεξεργασία διαφόρων σημάτων εισόδου και την αποστολή σημάτων ελέγχου στους ενεργοποιητές. Ο προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό υιοθετεί συνήθως έναν αρθρωτό σχεδιασμό, ο οποίος μπορεί να επεκτείνει τα σημεία εισόδου/εξόδου ανάλογα με τον αριθμό των εξαρτημάτων. Οι προηγμένες μηχανές επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό χρησιμοποιούν προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές βιομηχανικής ποιότητας με υψηλή αξιοπιστία και γρήγορη ταχύτητα απόκρισης.

• Διεπαφή ανθρώπου-μηχανής: Είναι η διεπαφή λειτουργίας μεταξύ του χειριστή και της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό. Είναι συνήθως μια οθόνη αφής, μέσω της οποίας ο χειριστής μπορεί να ρυθμίσει τις παραμέτρους της διαδικασίας, να παρακολουθεί την κατάσταση λειτουργίας του εξοπλισμού και να προβάλει πληροφορίες για σφάλματα. Η διεπαφή ανθρώπου-μηχανής της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό έχει φιλικό προς τον χρήστη σχεδιασμό—οι βασικές παράμετροι εμφανίζονται σε πραγματικό χρόνο με ψηφιακές ή γραφικές διεπαφές και οι προτροπές σφαλμάτων είναι σαφείς και κατανοητές, κάτι που είναι βολικό για τον χειριστή να χειρίζεται και να διατηρεί.

• Αισθητήρες: Οι αισθητήρες είναι τα «μάτια» του συστήματος ελέγχου, που συλλέγουν διάφορες παραμέτρους διεργασίας της μηχανής επίστρωσης κενού ρολού σε ρολό σε πραγματικό χρόνο. Οι συνήθεις αισθητήρες περιλαμβάνουν αισθητήρες κενού για την ανίχνευση του βαθμού κενού του θαλάμου, αισθητήρες τάσης για την ανίχνευση της τάσης του ιστού, αισθητήρες θερμοκρασίας για την ανίχνευση της θερμοκρασίας της πηγής επικάλυψης και του ιστού και αισθητήρες πάχους μεμβράνης για την ανίχνευση του πάχους του στρώματος μεμβράνης. Η ακρίβεια των αισθητήρων επηρεάζει άμεσα την ακρίβεια ελέγχου της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό - για παράδειγμα, η ακρίβεια του αισθητήρα πάχους μεμβράνης απαιτείται να βρίσκεται σε μικρό εύρος για να διασφαλιστεί η ομοιομορφία του πάχους του φιλμ.

• Ενεργοποιητές: Οι ενεργοποιητές είναι τα «χέρια» του συστήματος ελέγχου, τα οποία εκτελούν τα σήματα ελέγχου που στέλνει ο προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής. Οι συνήθεις ενεργοποιητές περιλαμβάνουν σερβοκινητήρες για την κίνηση των μηχανισμών ξετύλιξης και περιέλιξης, βηματικούς κινητήρες για τη ρύθμιση της θέσης της πηγής επικάλυψης, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες για τον έλεγχο της ροής αερίου και μετατροπείς συχνότητας για τη ρύθμιση της ταχύτητας της αντλίας κενού. Η ταχύτητα απόκρισης και η ακρίβεια των ενεργοποιητών είναι ζωτικής σημασίας για τη σταθερότητα της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό - για παράδειγμα, ο σερβοκινητήρας για τον έλεγχο της τάσης πρέπει να έχει γρήγορο χρόνο απόκρισης για να αντιμετωπίσει τις γρήγορες διακυμάνσεις τάσης.

5.2 Λειτουργίες λογισμικού

Το λογισμικό του συστήματος ελέγχου της μηχανής επίστρωσης κενού roll to roll είναι η «ψυχή» του συστήματος, που πραγματοποιεί τον λογικό έλεγχο, τη διαχείριση της διαδικασίας και τη διάγνωση σφαλμάτων του εξοπλισμού.

• Λογικός έλεγχος: Το λογισμικό ελέγχει τη διαδοχική λειτουργία κάθε στοιχείου της μηχανής επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό. Για παράδειγμα, πριν ξεκινήσει η διαδικασία επίστρωσης, το λογισμικό ελέγχει πρώτα τη μονάδα αντλίας κενού για να εξάγει τον αέρα στο θάλαμο στον στόχο κενού. Στη συνέχεια ξεκινά το σύστημα μεταφοράς Ιστού για να κάνει το web να λειτουργεί με σταθερή ταχύτητα. τελικά ξεκινά το σύστημα πηγής επίστρωσης για να ξεκινήσει η διαδικασία επίστρωσης. Κατά τη διαδικασία επίστρωσης, το λογισμικό προσαρμόζει τις παραμέτρους κάθε στοιχείου σε πραγματικό χρόνο σύμφωνα με τα σήματα που συλλέγονται από τους αισθητήρες—για παράδειγμα, εάν ο αισθητήρας τάσης ανιχνεύσει ότι η τάση ιστού είναι πολύ υψηλή, το λογισμικό μειώνει την ταχύτητα περιέλιξης για να μειώσει την τάση.

• Διαχείριση Διαδικασιών: Το λογισμικό μπορεί να αποθηκεύσει πολλαπλά σετ παραμέτρων διεργασίας για διαφορετικές απαιτήσεις επίστρωσης. Ο χειριστής μπορεί να καλέσει το αντίστοιχο σετ παραμέτρων σύμφωνα με την εργασία παραγωγής, γεγονός που απλοποιεί τη λειτουργία και διασφαλίζει τη συνέπεια της ποιότητας της επίστρωσης. Επιπλέον, το λογισμικό μπορεί να καταγράψει τα δεδομένα παραγωγής της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό, κάτι που είναι βολικό για ανάλυση ιχνηλασιμότητας και ποιότητας.

• Διάγνωση σφαλμάτων: Το λογισμικό διαθέτει λειτουργία διάγνωσης σφαλμάτων, η οποία παρακολουθεί την κατάσταση λειτουργίας κάθε στοιχείου σε πραγματικό χρόνο. Εάν παρουσιαστεί σφάλμα, το λογισμικό θα στείλει αμέσως ένα σήμα συναγερμού στη διεπαφή ανθρώπου-μηχανής, θα εμφανίσει τη θέση και την αιτία του σφάλματος και θα λάβει τα αντίστοιχα προστατευτικά μέτρα για να αποφύγει περαιτέρω ζημιά στον εξοπλισμό. Η λειτουργία διάγνωσης σφαλμάτων της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό μπορεί να μειώσει σημαντικά τον χρόνο συντήρησης και να βελτιώσει το ποσοστό χρήσης του εξοπλισμού.

6. Σύστημα ελέγχου αερίου: Διασφάλιση της καθαρότητας και της σταθερότητας του αερίου επίστρωσης σε ρολό σε ρολό μηχανή επίστρωσης κενού

Σε ορισμένες διαδικασίες επίστρωσης της μηχανής επικάλυψης κενού από ρολό σε ρολό, είναι απαραίτητο να εισαχθεί ένας συγκεκριμένος τύπος αερίου στον θάλαμο κενού για να συμμετάσχει στην αντίδραση επίστρωσης ή να ρυθμιστεί ο βαθμός κενού. Το σύστημα ελέγχου αερίου είναι υπεύθυνο για την παροχή αερίου υψηλής καθαρότητας και τον έλεγχο του ρυθμού ροής και της πίεσης αερίου για τη διασφάλιση της σταθερότητας της διαδικασίας επίστρωσης και της ποιότητας του στρώματος μεμβράνης.

6.1 Σύστημα παροχής αερίου

Το σύστημα παροχής αερίου της μηχανής επίστρωσης κενού από ρολό σε ρολό περιλαμβάνει κυρίως κυλίνδρους αερίου, φίλτρα αερίου και βαλβίδες μείωσης πίεσης.

• Φιάλες αερ