در صنعت تولید مدرن، دستگاه رول به رول پوشش خلاء به یک تجهیزات اصلی ضروری در زمینه هایی مانند بسته بندی، الکترونیک، اپتیک و انرژی های نو تبدیل شده است. این رسوب فیلم های کاربردی را بر روی مواد وب انعطاف پذیر تحت شرایط خلاء درک می کند، در نتیجه عملکرد مواد را افزایش می دهد و دامنه کاربرد آن را گسترش می دهد. برای متخصصانی که در تولید فیلم، تهیه تجهیزات یا تعمیر و نگهداری فعالیت می‌کنند، درک اجزای اصلی دستگاه پوشش خلاء رول به رول نه تنها مبنایی برای اطمینان از تولید پایدار است، بلکه کلیدی برای بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند و کاهش نرخ شکست است. این مقاله به طور سیستماتیک اجزای اصلی دستگاه پوشش خلاء رول به رول را تشریح می‌کند، عملکرد، اصول کار، و تأثیرات آن‌ها بر کیفیت پوشش را توضیح می‌دهد و به شما کمک می‌کند تا درک جامعی از این تجهیزات با دقت بالا داشته باشید.

1. سیستم خلاء: پایه اصلی ماشین پوشش خلاء رول به رول

سیستم خلاء "قلب" دستگاه پوشش خلاء رول به رول است، زیرا محیط خلاء بالا مورد نیاز برای فرآیند پوشش را ایجاد و حفظ می کند. بدون یک محیط خلاء پایدار و قابل اعتماد، ذرات پوشش در طول فرآیند رسوب به مقدار زیادی با مولکول‌های هوا برخورد می‌کنند که منجر به نقص‌هایی مانند ضخامت ناهموار فیلم، حباب‌ها و چسبندگی ضعیف می‌شود. سیستم خلاء دستگاه پوشش خلاء رول به رول عمدتاً از دو بخش تشکیل شده است: محفظه خلاء و واحد پمپ خلاء.

1.1 محفظه خلاء

محفظه خلاء "کارگاه" است که در آن دستگاه رول به رول وکیوم روکش فرآیند پوشش را تکمیل می کند. این یک ظرف مهر و موم شده ساخته شده از فولاد ضد زنگ با استحکام بالا برای مقاومت در برابر فشار اتمسفر و اطمینان از هوابندی طولانی مدت است. طراحی محفظه خلاء باید چندین الزام را برآورده کند: اول، باید فضای داخلی کافی برای قرار دادن سیستم انتقال وب، سیستم منبع پوشش و سایر اجزاء داشته باشد. دوم، دیواره داخلی آن باید صاف باشد و به راحتی تمیز شود تا از گرد و غبار یا مواد باقیمانده بر کیفیت فیلم جلوگیری شود. سوم، مجهز به چندین فلنج و رابط برای اتصال واحد پمپ خلاء، سیستم کنترل گاز و سنسورها است.

در عملکرد دستگاه پوشش خلاء رول به رول، هوابندی محفظه خلاء مستقیماً تعیین می کند که آیا می توان به درجه خلاء مورد نیاز دست یافت یا خیر. نقاط رایج نشت هوا شامل آب بندی فلنج ها، قفل درها و اتصالات رابط می باشد. بنابراین، سازندگان معمولاً از حلقه های O با کیفیت بالا برای آب بندی استفاده می کنند و آزمایش های نشت یابی منظم را برای اطمینان از هوابندی محفظه انجام می دهند. علاوه بر این، برخی از دستگاه‌های رول به رول پوشش خلاء در مقیاس بزرگ با یک محفظه خلاء از نوع اسپلیت طراحی شده‌اند که برای تعمیر و نگهداری و جایگزینی اجزای داخلی، به‌ویژه هنگامی که با مواد وب با عرض وسیع سروکار دارید، مناسب است.

1.2 واحد پمپ خلاء

واحد پمپ خلاء "منبع برق" است که هوا را از محفظه خلاء دستگاه رول به رول وکیوم خارج می کند. از آنجایی که فرآیند پوشش به سطوح مختلف خلاء نیاز دارد، یک پمپ خلاء واحد نمی تواند الزامات را برآورده کند. بنابراین، واحد پمپ خلاء دستگاه پوشش خلاء رول به رول معمولاً ترکیبی از پمپ های متعدد با سرعت پمپاژ و محدوده خلاء متفاوت است که برای رسیدن به درجه خلاء هدف به صورت مرحله ای کار می کنند.

·پمپ خلاء مکانیکی: به عنوان پمپ مرحله اول، عمدتاً برای استخراج هوا در محفظه خلاء به حالت خلاء کم استفاده می شود. انواع متداول عبارتند از پمپ های پره ای دوار و پمپ های ریشه. پمپ پره ای دوار دارای ساختار ساده و کم هزینه است که برای دستگاه های رول رول رول کوچک و متوسط ​​مناسب است. پمپ ریشه سرعت پمپاژ بالایی دارد و می تواند به سرعت فشار را در محفظه کاهش دهد، که اغلب در ماشین های رول رول در مقیاس بزرگ یا با سرعت بالا استفاده می شود.

·پمپ با خلاء بالا: پس از اتمام مرحله خلاء کم پمپ مکانیکی، پمپ خلاء بالا گاز باقیمانده در محفظه را بیشتر استخراج می کند تا به حالت خلاء بالا مورد نیاز برای پوشش برسد. انواع متداول عبارتند از پمپ های انتشار و پمپ های مولکولی. پمپ انتشار از بخار روغن با دمای بالا برای به حرکت درآوردن مولکول های گاز استفاده می کند و دارای سرعت پمپاژ بالایی برای گازهای غیر قابل تراکم است که به طور گسترده در دستگاه های رول رول رول خلاء از نوع تبخیر استفاده می شود. پمپ مولکولی از پره‌های روتور چرخان با سرعت بالا برای ضربه زدن به مولکول‌های گاز و تخلیه آن‌ها با درجه خلاء بالا و بدون آلودگی نفتی استفاده می‌کند که برای دستگاه‌های رول رول وکیوم که به لایه‌های فیلم با خلوص بالا نیاز دارند، مناسب است.

هماهنگی واحد پمپ خلاء برای کارایی دستگاه پوشش خلاء رول به رول بسیار مهم است. اگر سرعت پمپاژ پمپ مکانیکی کافی نباشد، زمان رسیدن به خلاء کم را طولانی می کند. اگر پمپ خلاء بالا خراب شود، دستیابی به درجه خلاء هدف غیرممکن خواهد بود و منجر به نقص پوشش می شود. بنابراین، در تعمیر و نگهداری روزانه دستگاه روکش رول به رول خلاء، لازم است به طور مرتب سطح روغن پمپ مکانیکی را بررسی کنید، فیلتر پمپ مولکولی را تمیز کنید و قطعات آسیب پذیر را تعویض کنید تا از عملکرد پایدار واحد پمپ خلاء اطمینان حاصل شود.

2. سیستم حمل و نقل وب: تضمین پایداریعملیاتاز مواد وب در دستگاه رول تو رول وکیوم روکش

سیستم حمل و نقل وب وظیفه باز کردن، انتقال و سیم پیچی مواد وب انعطاف پذیر در دستگاه پوشش خلاء رول به رول را بر عهده دارد. نیاز اصلی آن این است که اطمینان حاصل شود که تار با سرعت ثابت، کشش پایدار و بدون انحراف در طول فرآیند پوشش کار می‌کند - هر گونه ناپایداری در فرآیند حمل و نقل باعث ایجاد نقص‌هایی مانند ناهمواری ضخامت لایه، چروک شدن شبکه یا آسیب لبه می‌شود. سیستم حمل و نقل وب دستگاه پوشش خلاء رول به رول عمدتاً شامل مکانیسم های باز کردن، مکانیسم های سیم پیچ، سیستم های کنترل کشش و غلتک های راهنما است.

2.1 مکانیسم باز کردن

مکانیسم باز کردن در ورودی محفظه خلاء دستگاه روکش رول رول قرار دارد و برای تغذیه مداوم مواد تار نورد شده به ناحیه پوشش استفاده می شود. اجزای کلیدی آن شامل یک غلتک بازکن، یک غلتک فشار دهنده وب و یک دستگاه تصحیح انحراف است. غلتک بازکن به یک موتور تنظیم کننده سرعت متصل می شود که سرعت باز شدن پیچ را با توجه به سرعت پوشش تنظیم می کند. غلتک فشار دهنده وب برای صاف کردن تار و جلوگیری از ورود حباب های هوا به محفظه خلاء با تار استفاده می شود. دستگاه تصحیح انحراف موقعیت لبه وب را در زمان واقعی نظارت می کند. اگر وب منحرف شود، موقعیت غلتک باز شدن پیچ را تنظیم می کند تا اطمینان حاصل شود که وب در مسیر از پیش تعیین شده اجرا می شود.

در طراحی مکانیزم باز شدن دستگاه رول به رول روکش خلاء، باید ویژگی های متریال های مختلف وب را در نظر گرفت. به عنوان مثال، لایه های پلاستیکی نازک مستعد تغییر شکل هستند، بنابراین غلتک بازشونده باید دارای سطح صاف و سختی مناسب باشد. فویل های فلزی استحکام بالایی دارند، بنابراین سرعت باز شدن باید پایدارتر باشد تا از نوسانات کشش جلوگیری شود. علاوه بر این، برخی از دستگاه‌های رول به رول پوشش خلاء مجهز به یک دستگاه پیش‌گرم‌کننده در انتهای باز شدن برای حذف رطوبت و ناخالصی‌های روی سطح وب هستند که به بهبود چسبندگی لایه فیلم کمک می‌کند.

2.2 مکانیسم سیم پیچ

مکانیسم سیم پیچی در خروجی محفظه خلاء دستگاه روکش رول برای رول قرار دارد و برای پیچیدن شبکه پوشش داده شده به یک رول منظم استفاده می شود. مشابه مکانیسم باز کردن، شامل یک غلتک سیم پیچ، یک غلتک فشار دهنده وب و یک دستگاه کنترل کشش است. غلتک سیم پیچ توسط یک موتور گشتاور یا یک موتور سروو هدایت می شود که کشش سیم پیچ را با توجه به قطر شبکه نورد تنظیم می کند - وقتی قطر رول افزایش می یابد، سرعت سیم پیچ باید کمی کاهش یابد تا کشش ثابت حفظ شود. غلتک فشار دهنده تار را محکم فشار می دهد تا از سیم پیچی شل جلوگیری کند و از چگالی رول اطمینان حاصل کند.

کیفیت مکانیسم سیم پیچ مستقیماً بر پردازش بعدی وب تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، اگر کشش سیم پیچ خیلی زیاد باشد، ممکن است تار کشیده شود یا حتی شکسته شود. اگر کشش خیلی کم باشد، رول ممکن است شل و مستعد لغزش لایه باشد. بنابراین، دستگاه پوشش خلاء رول به رول معمولاً از یک سیستم کنترل کشش حلقه بسته برای مکانیسم سیم پیچ استفاده می کند که سیگنال های کشش را از طریق سنسورها جمع آوری می کند و سرعت موتور را در زمان واقعی تنظیم می کند تا از کشش پایدار در طول کل فرآیند سیم پیچ اطمینان حاصل شود.

2.3 سیستم کنترل تنش

سیستم کنترل تنش "مرکز عصبی" سیستم انتقال وب در دستگاه پوشش خلاء رول به رول است. مکانیسم های باز کردن و پیچیدن را برای حفظ کشش شبکه در محدوده تنظیم شده هماهنگ می کند. سیستم کنترل تنش عمدتاً شامل سنسورهای تنش، کنترل‌کننده‌ها و محرک‌ها است. سنسور تنش بین مکانیسم‌های باز کردن و سیم پیچی نصب می‌شود تا تنش وب را در زمان واقعی تشخیص دهد. کنترل کننده مقدار تنش شناسایی شده را با مقدار تنظیم شده مقایسه می کند و سیگنال های تنظیم را به محرک ارسال می کند. محرک سرعت باز کردن یا گشتاور سیم پیچ را با توجه به سیگنال ها تنظیم می کند تا کشش را متعادل کند.

در ماشین‌های رول به رول وکیوم با سرعت بالا، سرعت پاسخ سیستم کنترل کشش از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. اگر سیستم خیلی آهسته پاسخ دهد، هنگام تغییر سرعت وب، نوسانات تنش رخ می دهد که منجر به انحراف ضخامت فیلم می شود. بنابراین، ماشین‌های رول به رول پیشرفته روکش خلاء معمولاً از موتورهای سروو با سرعت پاسخ بالا و کنترل‌کننده‌های تنش دیجیتال برای بهبود دقت و پایداری کنترل کشش استفاده می‌کنند.

2.4 غلطک های راهنما

غلتک های راهنما در سراسر مسیر انتقال وب دستگاه پوشش خلاء رول به رول، از جمله داخل و خارج محفظه خلاء توزیع می شوند. عملکرد اصلی آنها هدایت وب برای اجرا در مسیر از پیش تعیین شده و اطمینان از صاف بودن وب در طول فرآیند پوشش است. غلتک‌های راهنما معمولاً از فولاد ضد زنگ یا آلیاژ آلومینیوم ساخته می‌شوند و سطوح آن‌ها تا سطح بالایی جلا داده می‌شود تا از خراشیدگی تار جلوگیری شود. علاوه بر این، برخی از غلتک های راهنما در محفظه خلاء مجهز به عملکردهای گرمایش یا خنک کننده هستند: غلتک راهنمای گرمایش می تواند وب را برای بهبود یکنواختی لایه فیلم پیش گرم کند. غلتک راهنمای خنک کننده می تواند تار پوشش داده شده را به موقع خنک کند تا از آسیب دیدن لایه فیلم به دلیل دمای بالا جلوگیری کند.

موقعیت نصب و موازی بودن غلتک های راهنما تأثیر زیادی بر وضعیت اجرای وب دارد. اگر غلطک های راهنما موازی نباشند، تار منحرف می شود. اگر سطح غلتک راهنما آلوده باشد، آثاری بر روی وب باقی می گذارد. بنابراین در تعمیر و نگهداری روزانه دستگاه روکش وکیوم رول به رول، لازم است به طور مرتب سطح غلتک های راهنما را تمیز کرده و موازی بودن و متمرکز بودن آنها را بررسی کنید.

3. سیستم منبع پوشش: هسته رسوب فیلم در دستگاه پوشش خلاء رول به رول

سیستم منبع پوشش بخشی است که ذرات پوشش را در دستگاه پوشش خلاء رول به رول تولید می کند و آنها را بر روی سطح وب قرار می دهد تا یک لایه فیلم تشکیل شود. نوع سیستم منبع پوشش، تکنولوژی پوشش و عملکرد لایه فیلم را تعیین می کند. با توجه به فن آوری های مختلف پوشش، سیستم منبع پوشش دستگاه پوشش خلاء رول به رول را می توان به منابع تبخیر، اهداف کندوپاش و دستگاه های واکنش تقسیم کرد.

3.1 منبع تبخیر

پوشش تبخیری یکی از پرکاربردترین فناوری‌ها در دستگاه‌های پوشش خلاء رول به رول است، به ویژه برای رسوب‌گذاری فیلم‌های فلزی و فیلم‌های اکسیدی مناسب است. منبع تبخیر جزء اصلی سیستم پوشش تبخیر است که ماده پوشش را تا دمای بالایی گرم می کند تا تبخیر یا تعالی شود و ذرات بخار تولید شده تحت تأثیر خلاء به سطح تار پرواز کرده و متراکم می شوند تا یک فیلم تشکیل دهند. انواع متداول منابع تبخیر در دستگاه های رول به رول پوشش خلاء عبارتند از:

• منبع تبخیر مقاومتی: از یک سیم فلزی با مقاومت بالا یا یک بوته برای گرم کردن مواد پوشش استفاده می کند. هنگامی که جریان الکتریکی از ماده مقاومتی عبور می کند، گرما تولید می کند تا مواد پوشش را ذوب یا تبخیر کند. منبع تبخیر مقاومتی ساختاری ساده و کم هزینه دارد که برای پوشش مواد با نقطه ذوب پایین مناسب است. با این حال، دمای گرمایش آن محدود است و برای مواد با نقطه ذوب بالا مناسب نیست.

• منبع تبخیر پرتو الکترونی: از یک تفنگ الکترونی برای ساطع پرتوهای الکترونی پرانرژی استفاده می کند که برای گرم کردن آن روی سطح ماده پوشش متمرکز شده است. منبع تبخیر پرتو الکترونی دمای گرمایش بالایی دارد و می تواند تقریباً تمام فلزات و غیر فلزات را تبخیر کند. علاوه بر این، پرتو الکترونی متمرکز است، و منطقه گرمایش کوچک است، که می تواند از آلودگی لایه فیلم توسط مواد بوته جلوگیری کند. بنابراین، به طور گسترده ای در ماشین های رول رول پوشش خلاء که نیاز به لایه های فیلم با خلوص بالا دارند، استفاده می شود.

• منبع تبخیر القایی: از جریان القایی با فرکانس بالا برای تولید یک میدان مغناطیسی متناوب استفاده می کند که جریان های گردابی را در ماده پوشش رسانا برای گرم کردن آن القا می کند. منبع تبخیر القایی گرمایش یکنواخت و راندمان بالایی دارد که برای پوشش مواد با رسانایی خوب مناسب است. اغلب در ماشین‌های رول رول پوشش خلاء برای تولید فیلم‌های رسانا استفاده می‌شود.

طراحی منبع تبخیر در دستگاه پوشش خلاء رول به رول نیاز به در نظر گرفتن عرض وب دارد. برای مواد وب با عرض وسیع، معمولاً از یک سیستم تبخیر چند منبعی استفاده می‌شود، که در آن چندین منبع تبخیر در امتداد جهت عرض وب قرار می‌گیرند تا از ضخامت یکنواخت فیلم اطمینان حاصل شود. علاوه بر این، فاصله بین منبع تبخیر و شبکه نیز بر کیفیت فیلم تأثیر می‌گذارد - فاصله خیلی کوتاه منجر به ضخامت لایه ناهموار می‌شود، در حالی که فاصله زیاد نرخ رسوب را کاهش می‌دهد.

3.2 هدف کندوپاش

پوشش اسپترینگ یکی دیگر از فناوری های مهم پوشش در دستگاه های رول به رول پوشش خلاء است که برای رسوب گذاری فیلم های سخت، فیلم های مرکب و فیلم های چند لایه مناسب است. هدف کندوپاش جزء اصلی سیستم پوشش کندوپاش است. در محیط با خلاء بالا، گاز بی اثر به محفظه خلاء دستگاه پوشش خلاء رول به رول وارد می شود و ولتاژ بالایی بین هدف و شبکه اعمال می شود تا گاز بی اثر را به یون یونیزه کند. یون‌ها توسط میدان الکتریکی شتاب می‌گیرند و سطح هدف را بمباران می‌کنند و اتم‌های هدف کوبیده می‌شوند و روی سطح تار قرار می‌گیرند تا یک لایه فیلم تشکیل دهند. عملکرد هدف کندوپاش مستقیماً بر کیفیت و میزان رسوب لایه فیلم تأثیر می گذارد. پارامترهای کلیدی هدف کندوپاش عبارتند از:

• خلوص مواد: خلوص ماده مورد نظر باید زیاد باشد، در غیر این صورت ناخالصی هایی به لایه فیلم وارد می شود و بر عملکرد فیلم تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، در تولید فیلم های رسانا، خلوص هدف باید به سطح بالایی برسد تا از رسانایی فیلم اطمینان حاصل شود.

• چگالی: هدف با چگالی بالا دارای ساختار یکنواخت و سرعت کندوپاش پایدار است که می تواند از تولید ذرات در حین کندوپاش جلوگیری کند. بنابراین، هدف کندوپاشی دستگاه روکش خلاء رول به رول معمولاً با پرس گرم یا تف جوشی برای بهبود چگالی آن ساخته می شود.

• اندازه و شکل: اندازه هدف با عرض وب تعیین می شود. برای دستگاه‌های پوشش خلاء رول به رول پهن، از اهداف نوار بلند استفاده می‌شود که در جهت عرض تار قرار می‌گیرند تا از ضخامت یکنواخت فیلم اطمینان حاصل شود. علاوه بر این، شکل هدف نیز بر راندمان کندوپاش تأثیر می‌گذارد - اهداف استوانه‌ای دارای سطح کندوپاش بزرگ‌تر و نرخ رسوب بالاتری هستند که برای دستگاه‌های روکش خلاء رول به رول با سرعت بالا مناسب هستند.

انواع متداول فن آوری های کندوپاش در ماشین های پوشش خلاء رول به غلت شامل کندوپاش DC، کندوپاش RF و کندوپاش مگنترون است. در میان آنها، کندوپاش مگنترون بیشترین استفاده را دارد. یک میدان مغناطیسی در نزدیکی هدف اضافه می کند تا الکترون ها را به دام بیاندازد، سرعت یونیزاسیون گاز بی اثر را افزایش دهد و سرعت کندوپاش را بهبود بخشد. اهداف کندوپاش مگنترونی به طور گسترده در تولید فیلم های الکترونیکی انعطاف پذیر، فیلم های تزئینی و فیلم های مانع عملکردی استفاده می شود.

3.3 دستگاه واکنش

رسوب بخار شیمیایی یک فناوری پوشش است که از واکنش های شیمیایی برای تولید مواد تشکیل دهنده فیلم در سطح وب استفاده می کند. برای رسوب گذاری فیلم های سرامیکی و فیلم های نیمه هادی مناسب است.

دستگاه واکنش دستگاه روکش خلاء رول به رول عمدتاً شامل یک محفظه واکنش، یک سیستم ورودی گاز و یک سیستم گرمایش است. در محیط خلاء، گاز واکنش به محفظه واکنش وارد می‌شود و تحت عمل گرمایش یا پلاسما، گاز واکنش تحت واکنش‌های شیمیایی قرار می‌گیرد تا مواد تشکیل‌دهنده فیلم جامد را ایجاد کند که روی سطح تار رسوب می‌کنند و لایه لایه‌ای را تشکیل می‌دهند. دستگاه واکنش دستگاه روکش خلاء رول به رول دارای الزامات بالایی برای کنترل شرایط واکنش است. دما، فشار و سرعت جریان گاز در محفظه واکنش باید به دقت کنترل شود تا از یکنواختی و خلوص لایه فیلم اطمینان حاصل شود. به عنوان مثال، در تولید فیلم های مانع برای بسته بندی مواد غذایی، دمای واکنش معمولاً در محدوده خاصی کنترل می شود و سرعت جریان گاز با توجه به سرعت پوشش تنظیم می شود تا از عملکرد مانع فیلم اطمینان حاصل شود.

در مقایسه با پوشش تبخیر و پوشش کندوپاش، رسوب بخار شیمیایی دارای مزایای چسبندگی خوب فیلم و ضخامت فیلم یکنواخت است، اما نرخ رسوب آن کمتر است. بنابراین، اغلب در ماشین‌های رول رول پوشش خلاء استفاده می‌شود که به عملکرد فیلم بالا اما نه سرعت تولید بالا نیاز دارند، مانند تولید فیلم‌های نیمه‌هادی برای الکترونیک انعطاف‌پذیر.

4. سیستم گرمایش و سرمایش: حفظ محیط دمای پایدار برای دستگاه روکش رول به رول وکیوم

فرآیند پوشش دستگاه رول به رول روکش خلاء به دما بسیار حساس است. دمای خیلی بالا یا خیلی پایین بر کیفیت لایه فیلم و پایداری تجهیزات تأثیر می گذارد. سیستم گرمایش و سرمایش وظیفه تنظیم دمای محفظه خلاء، مواد وب و منبع پوشش را برای حفظ یک محیط دمایی پایدار برای فرآیند پوشش دارد.

4.1 سیستم گرمایش

سیستم گرمایش دستگاه پوشش خلاء رول به رول عمدتاً دو عملکرد دارد: پیش گرم کردن مواد وب و گرم کردن محفظه خلاء.

• پیش گرم کردن وب: قبل از اینکه وب وارد ناحیه پوشش شود، باید از قبل گرم شود تا رطوبت و ناخالصی های فرار روی سطح از بین برود. این نه تنها می تواند چسبندگی لایه فیلم را بهبود بخشد بلکه از ایجاد حباب در لایه فیلم به دلیل تبخیر رطوبت در طول فرآیند پوشش جلوگیری می کند. پیش گرمایش تحت وب معمولاً توسط یک غلتک پیش گرم کننده یا یک بخاری مادون قرمز نصب شده در انتهای باز شدن دستگاه رول رول خلاء تکمیل می شود. دمای پیش گرم کردن توسط مواد ورق تعیین می شود - به عنوان مثال، دمای پیش گرم کردن برخی از فیلم ها معمولاً در محدوده خاصی قرار دارد، در حالی که دمای پیش گرم کردن فویل های فلزی می تواند بالاتر باشد.

• گرمایش محفظه خلاء: در برخی از فرآیندهای پوشش دهی، محفظه خلاء باید تا دمای معینی گرم شود تا واکنش شیمیایی مواد پوشش را تقویت کند. گرمایش محفظه خلاء معمولاً با ژاکت های گرمایش یا میله های گرمایش نصب شده بر روی دیواره بیرونی محفظه انجام می شود. ژاکت گرمایش به دور دیواره بیرونی محفظه خلاء پیچیده می شود و محفظه را از طریق گرمایش الکتریکی گرم می کند. میله گرمایش داخل محفظه قرار می گیرد و مستقیماً محیط داخلی را گرم می کند. دمای محفظه خلاء توسط یک سنسور دما و یک کنترلر کنترل می شود و دقت آن معمولاً در محدوده کمی است.

علاوه بر این، منبع تبخیر دستگاه رول به رول وکیوم روکش نیز دارای سیستم گرمایش داخلی است که برای گرم کردن مواد پوشش تا دمای تبخیر استفاده می شود. دمای گرمایش منبع تبخیر توسط یک ترموکوپل یا یک پیرومتر نوری کنترل می شود و برای اطمینان از پایداری نرخ تبخیر باید دقت بالایی داشته باشد.

4.2 سیستم خنک کننده

سیستم خنک کننده دستگاه پوشش خلاء رول به رول برای خنک کردن محفظه خلاء، منبع پوشش و شبکه پوشش داده شده برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد استفاده می شود.

• خنک کننده محفظه خلاء: در حین کارکرد دستگاه روکش وکیوم رول به رول، واحد پمپ خلاء و منبع پوشش گرمای زیادی تولید می کنند که باعث افزایش دمای محفظه خلاء می شود. اگر دما بیش از حد بالا باشد، بر هوابندی محفظه و پایداری تار تأثیر می گذارد. بنابراین، دیواره بیرونی محفظه خلاء معمولاً مجهز به یک ژاکت آب خنک کننده است و آب خنک کننده برای از بین بردن گرما به گردش در می آید. برای دستگاه های رول رول رول در مقیاس کوچک، می توان از خنک کننده هوا نیز استفاده کرد، اما راندمان خنک کننده کمتر از خنک کننده آب است.

• Coating Source Cooling: منبع پوشش در طول فرآیند پوشش، گرمای زیادی تولید خواهد کرد. اگر به موقع خنک نشود، ماده منبع آسیب می بیند و سرعت پوشش تحت تأثیر قرار می گیرد. هدف کندوپاش معمولاً با خنک کننده داخلی آب خنک می شود - آب خنک کننده از طریق کانال خنک کننده داخل هدف جریان می یابد تا گرما را از بین ببرد. منبع تبخیر پرتو الکترونی با خنک کردن آب یا خنک کننده روغن خنک می شود و محیط خنک کننده از طریق ژاکت خنک کننده تفنگ الکترونی به گردش در می آید تا از گرم شدن بیش از حد تفنگ الکترونی جلوگیری کند.

• Web Cooling: پس از پوشش وب، دمای آن به دلیل گرمای منبع پوشش افزایش می یابد. اگر به موقع خنک نشود، ممکن است تار تغییر شکل داده و لایه فیلم ممکن است اکسید شود. بنابراین دستگاه رول به رول پوشش خلاء معمولاً مجهز به غلتک خنک کننده در خروجی محفظه خلاء می باشد. غلتک خنک کننده در داخل با آب خنک کننده پر می شود و تار پوشش داده شده در تماس نزدیک با غلتک خنک کننده برای رسیدن به خنک کننده سریع است.

سیستم گرمایش و سرمایش دستگاه روکش رول به رول یک سیستم کنترل حلقه بسته است. سنسور دما سیگنال دما را در زمان واقعی جمع آوری کرده و به کنترل کننده می فرستد. کنترل کننده قدرت گرمایش یا سرعت جریان محیط خنک کننده را با توجه به دمای تنظیم شده تنظیم می کند تا از ثبات دمایی هر قسمت اطمینان حاصل کند.

5. سیستم کنترل: "مغز" رول به رول دستگاه پوشش خلاء

سیستم کنترل "مغز" دستگاه پوشش خلاء رول به رول است که همه اجزا را یکپارچه و کنترل می کند تا از عملکرد هماهنگ کل تجهیزات اطمینان حاصل شود. ماهیت پیشرفته و پایداری سیستم کنترل مستقیماً سطح اتوماسیون، راندمان تولید و کیفیت پوشش دستگاه پوشش خلاء رول به رول را تعیین می کند.

5.1 اجزای سخت افزاری

سخت افزار سیستم کنترل دستگاه پوشش خلاء رول به رول عمدتاً شامل یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی، رابط انسان و ماشین، سنسورها و محرک ها است.

• کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی: به عنوان هسته سیستم کنترل، وظیفه پردازش سیگنال های ورودی مختلف و ارسال سیگنال های کنترلی به محرک ها را بر عهده دارد. کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی دستگاه پوشش خلاء رول به رول معمولاً از یک طراحی مدولار استفاده می‌کند که می‌تواند نقاط ورودی/خروجی را با توجه به تعداد اجزا گسترش دهد. ماشین‌های رول به رول رول پیشرفته از کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی صنعتی با قابلیت اطمینان بالا و سرعت پاسخ سریع استفاده می‌کنند.

• رابط انسان و ماشین: رابط عملیاتی بین اپراتور و دستگاه روکش رول به رول خلاء است. معمولاً یک صفحه نمایش لمسی است که از طریق آن اپراتور می تواند پارامترهای فرآیند را تنظیم کند، وضعیت عملکرد تجهیزات را نظارت کند و اطلاعات خطا را مشاهده کند. رابط انسان و ماشین دستگاه رول به رول وکیوم دارای طراحی کاربرپسند است—پارامترهای کلیدی به صورت بلادرنگ با رابط های دیجیتال یا گرافیکی نمایش داده می شوند و اعلان های خطا واضح و قابل درک هستند که برای اپراتور کار و نگهداری راحت است.

• سنسورها: سنسورها "چشم" سیستم کنترل هستند که پارامترهای مختلف فرآیند رول به رول دستگاه روکش خلاء را در زمان واقعی جمع آوری می کنند. سنسورهای رایج شامل سنسورهای خلاء برای تشخیص درجه خلاء محفظه، سنسورهای کشش برای تشخیص کشش شبکه، سنسورهای دما برای تشخیص دمای منبع پوشش و وب و سنسورهای ضخامت لایه برای تشخیص ضخامت لایه لایه هستند. دقت سنسورها مستقیماً بر دقت کنترل دستگاه پوشش خلاء رول به رول تأثیر می‌گذارد - برای مثال، دقت سنسور ضخامت فیلم باید در محدوده کوچکی باشد تا از یکنواختی ضخامت فیلم اطمینان حاصل شود.

• عملگرها: عملگرها «دست‌های» سیستم کنترل هستند که سیگنال‌های کنترلی ارسال شده توسط کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی را اجرا می‌کنند. محرک های رایج شامل موتورهای سروو برای به حرکت درآوردن مکانیسم های باز کردن و سیم پیچی، موتورهای پله ای برای تنظیم موقعیت منبع پوشش، شیرهای برقی برای کنترل جریان گاز و مبدل های فرکانس برای تنظیم سرعت پمپ خلاء هستند. سرعت پاسخ و دقت عملگرها برای پایداری دستگاه روکش خلاء رول به رول بسیار مهم است - به عنوان مثال، سروو موتور برای کنترل کشش نیاز به زمان پاسخ سریع برای مقابله با نوسانات کشش سریع دارد.

5.2 توابع نرم افزار

نرم افزار سیستم کنترل دستگاه روکش خلاء رول به رول "روح" سیستم است که کنترل منطقی، مدیریت فرآیند و تشخیص عیب تجهیزات را محقق می کند.

• کنترل منطقی: نرم افزار عملکرد متوالی هر یک از اجزای دستگاه پوشش خلاء رول به رول را کنترل می کند. به عنوان مثال، قبل از شروع فرآیند پوشش، نرم افزار ابتدا واحد پمپ خلاء را کنترل می کند تا هوای داخل محفظه را تا درجه خلاء هدف استخراج کند. سپس سیستم انتقال وب را راه اندازی می کند تا وب را با سرعت ثابتی اجرا کند. در نهایت سیستم منبع پوشش را برای شروع فرآیند پوشش شروع می کند. در طول فرآیند پوشش، نرم‌افزار پارامترهای هر جزء را در زمان واقعی با توجه به سیگنال‌های جمع‌آوری‌شده توسط حسگرها تنظیم می‌کند - برای مثال، اگر سنسور تنش تشخیص دهد که کشش وب خیلی زیاد است، نرم‌افزار سرعت سیم‌پیچ را کاهش می‌دهد تا کشش را کاهش دهد.

• مدیریت فرآیند: نرم افزار می تواند مجموعه های متعددی از پارامترهای فرآیند را برای نیازهای پوشش مختلف ذخیره کند. اپراتور می تواند مجموعه پارامتر مربوطه را با توجه به وظیفه تولید فراخوانی کند، که عملیات را ساده می کند و ثبات کیفیت پوشش را تضمین می کند. علاوه بر این، نرم افزار می تواند داده های تولید دستگاه پوشش خلاء رول به رول را ضبط کند که برای ردیابی و تجزیه و تحلیل کیفیت مناسب است.

• عیب یابی: نرم افزار دارای عملکرد تشخیص عیب است که وضعیت عملکرد هر جزء را به صورت بلادرنگ نظارت می کند. در صورت بروز خطا، نرم افزار بلافاصله یک سیگنال هشدار به رابط انسان و ماشین ارسال می کند، محل و علت خطا را نمایش می دهد و اقدامات حفاظتی مربوطه را برای جلوگیری از آسیب بیشتر به تجهیزات انجام می دهد. عملکرد تشخیص عیب دستگاه پوشش خلاء رول به رول می تواند زمان تعمیر و نگهداری را بسیار کوتاه کند و میزان استفاده از تجهیزات را بهبود بخشد.

6. سیستم کنترل گاز: حصول اطمینان از خلوص و پایداری گاز پوششی در دستگاه پوشش خلاء رول به رول

در برخی از فرآیندهای پوشش دهی دستگاه پوشش خلاء رول به رول، لازم است نوع خاصی از گاز را به محفظه خلاء وارد کرد تا در واکنش پوشش دهی شرکت کند یا درجه خلاء را تنظیم کند. سیستم کنترل گاز وظیفه تامین گاز با خلوص بالا و کنترل میزان جریان و فشار گاز را برای اطمینان از پایداری فرآیند پوشش و کیفیت لایه فیلم بر عهده دارد.

6.1 سیستم تامین گاز

سیستم تامین گاز دستگاه پوشش خلاء رول به رول عمدتاً شامل سیلندرهای گاز، فیلترهای گاز و شیرهای کاهش فشار است.

• سیلندرهای گاز: سیلندرهای گاز گاز مورد نیاز برای فرآیند پوشش را ذخیره می کنند. گاز موجود در سیلندر باید از خلوص بالایی برخوردار باشد تا از ناخالصی ها بر کیفیت فیلم جلوگیری شود. علاوه بر این، سیلندرهای گاز مجهز به فشار سنج برای نظارت بر حجم گاز باقی مانده هستند.

• فیلترهای گاز: از فیلترهای گاز برای حذف ناخالصی های موجود در گاز استفاده می شود. گاز حاصل از سیلندر ممکن است حاوی ناخالصی های کمی باشد که در طول فرآیند پوشش روی سطح وب یا منبع پوشش رسوب می کند و منجر به نقص فیلم می شود. بنابراین، دستگاه رول به رول پوشش خلاء معمولاً مجهز به فیلترهای چند مرحله ای برای اطمینان از خلوص گاز است.

• شیرهای کاهنده فشار: شیرهای کاهنده فشار فشار بالای گاز در سیلندر را به فشار پایین مناسب برای فرآیند پوشش کاهش می دهند. فشار گاز در سیلندر معمولا زیاد است، در حالی که فشار مورد نیاز برای فرآیند پوشش معمولا کم است. شیر کاهش فشار می تواند فشار خروجی را تثبیت کند، از نوسانات فشار که بر سرعت جریان گاز تأثیر می گذارد جلوگیری کند.

6.2 سیستم کنترل جریان گاز

سیستم کنترل جریان گاز هسته سیستم کنترل گاز دستگاه پوشش خلاء رول به رول است که سرعت جریان گاز ورودی به محفظه خلاء را کنترل می کند. دقت نرخ جریان گاز مستقیماً بر ضخامت و ترکیب فیلم تأثیر می‌گذارد - به عنوان مثال، در تولید فیلم‌های رسانا با پوشش کندوپانی، نسبت نرخ جریان گازهای مختلف، مقاومت لایه را تعیین می‌کند. دستگاه های رایج کنترل جریان گاز در دستگاه های رول به رول پوشش خلاء عبارتند از:

• Mass Flow Controller: یک دستگاه کنترل جریان با دقت بالا است که با اندازه گیری دبی جرمی گاز، دبی گاز را کنترل می کند. دارای دقت کنترل بالا و سرعت پاسخگویی سریع است که برای دستگاه های رول به رول پوشش خلاء که نیاز به کنترل دقیق دبی گاز دارند مناسب است. می توان آن را برای گازهای مختلف کالیبره کرد و سازگاری خوبی دارد.

• شیر سوزنی: شیر سوزنی با تنظیم دهانه هسته شیر، سرعت جریان گاز را کنترل می کند. دارای ساختار ساده و کم هزینه است، اما دقت کنترل آن کم است که برای دستگاه های رول به رول پوشش خلاء با نیازهای کم برای کنترل جریان گاز مناسب است.

سیستم کنترل جریان گاز دستگاه روکش خلاء رول به رول یک سیستم حلقه بسته است. کنترل کننده جریان جرمی یا شیر سوزنی نرخ جریان گاز را مطابق سیگنال کنترلی ارسال شده توسط کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی تنظیم می کند و سنسور جریان نرخ جریان واقعی را تشخیص می دهد و آن را به کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی برمی گرداند تا یک کنترل حلقه بسته تشکیل دهد و از پایداری نرخ جریان گاز اطمینان حاصل کند.

6.3 سیستم اگزوز گاز

سیستم اگزوز گاز برای تخلیه گاز اضافی در محفظه خلاء دستگاه پوشش خلاء رول به رول برای حفظ پایداری درجه خلاء استفاده می شود. معمولاً از یک واحد پمپ خلاء و یک تله گاز تشکیل شده است. تله گاز بین محفظه خلاء و پمپ خلاء نصب شده است که می تواند گاز متراکم شدنی را در گاز خروجی جذب کند تا از آلودگی پمپ خلاء جلوگیری کند. به عنوان مثال، در پوشش تبخیر فیلم های فلزی، تله گاز می تواند بخار فلز اضافی را جذب کند و از ورود آن به پمپ انتشار جلوگیری کند و بر راندمان پمپاژ تأثیر بگذارد.

7. هماهنگی و بهره برداری از قطعات در رول به رول وکیوم دستگاه پوشش

دستگاه پوشش وکیوم رول به رول یک سیستم پیچیده است که از اجزای متعدد تشکیل شده است و عملکرد هماهنگ هر جزء کلید تضمین تولید پایدار است. فرآیند عملکرد معمولی دستگاه پوشش خلاء رول به رول به شرح زیر است:

1. مرحله آماده سازی: اپراتور رول وب را روی مکانیسم باز کردن و رول خالی را روی مکانیسم سیم پیچ نصب می کند. پارامترهای فرآیند را از طریق رابط انسان و ماشین تنظیم می کند. وضعیت هر جزء را بررسی می کند.
2. مرحله پمپ خلاء: کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی، واحد پمپ خلاء را کنترل می کند تا به ترتیب شروع به استخراج هوا در محفظه خلاء کند. سنسور خلاء درجه خلاء را در زمان واقعی تشخیص می دهد و آن را به کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی برمی گرداند. هنگامی که درجه خلاء به مقدار تنظیم شده رسید، کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی سیگنالی را برای ورود به مرحله بعدی ارسال می کند.
3. مرحله پیش گرمایش وب: سیستم انتقال وب شروع می شود و وب به محفظه خلاء وارد می شود. غلتک پیش گرم، وب را تا دمای تنظیم شده پیش گرم می کند تا رطوبت و ناخالصی ها از بین برود. سیستم کنترل کشش سرعت باز شدن و سیم پیچی را تنظیم می کند تا کشش شبکه را در محدوده تنظیم شده حفظ کند.
4. مرحله پوشش: سیستم منبع پوشش شروع می شود. ذرات پوشش بر روی سطح وب قرار می گیرند تا یک لایه فیلم را تشکیل دهند. سنسور ضخامت فیلم ضخامت فیلم را در زمان واقعی تشخیص می دهد و قدرت منبع پوشش یا سرعت وب را تنظیم می کند تا اطمینان حاصل شود که ضخامت فیلم مطابق با الزامات است. سیستم گرمایش و سرمایش دمای محفظه خلاء، منبع پوشش و شبکه را در مقادیر تنظیم شده حفظ می کند.
5. مرحله سیم پیچی: تار پوشش داده شده توسط غلتک خنک کننده خنک می شود و سپس توسط مکانیزم سیم پیچی به رول پیچ می شود. کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی داده های تولید را ثبت می کند و وضعیت عملکرد هر جزء را نظارت می کند. در صورت بروز خطا، سیستم بلافاصله هشدار داده و اقدامات حفاظتی را انجام می دهد.
6. مرحله خاموشی: پس از تکمیل پوشش، ابتدا سیستم منبع پوشش خاموش می شود. سپس واحد پمپ خلاء به ترتیب خاموش می شود. محفظه خلاء به فشار اتمسفر تخلیه می شود. اپراتور رول وب پوشش داده شده را برداشته و تجهیزات را تمیز می کند.
7. 
   

8. انتخاب و نگهداری اجزای دستگاه رول به رول وکیوم پوشش

8.1 انتخاب مؤلفه

انتخاب اجزای دستگاه رول به رول پوشش خلاء باید بر اساس الزامات تولید باشد تا از عملکرد و مقرون به صرفه بودن تجهیزات اطمینان حاصل شود.

• سیستم خلاء: برای ماشین های رول به رول پوشش خلاء که به درجات خلاء بالا نیاز دارند، یک واحد پمپ مولکولی باید انتخاب شود. برای تولید فیلم فلزی عمومی، یک واحد پمپ انتشار می تواند برای کاهش هزینه ها انتخاب شود.

• سیستم حمل و نقل وب: برای مواد وب نازک و با تغییر شکل آسان، یک سیستم کنترل کشش با موتور سروو و غلتک های راهنمای با دقت بالا باید انتخاب شوند. برای مواد وب با عرض وسیع، یک سیستم غلتکی چند راهنما و یک دستگاه تصحیح انحراف دوگانه باید انتخاب شود.

• سیستم منبع پوشش: برای تولید فیلم فلزی، می توان منبع تبخیر را انتخاب کرد. برای تولید فیلم مرکب، یک هدف کندوپاش باید انتخاب شود. برای تولید فیلم سرامیکی، یک دستگاه واکنش باید انتخاب شود.

• سیستم کنترل: برای ماشین های رول به رول رول با سرعت بالا و با دقت بالا، یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی صنعتی و یک سیستم سروو با واکنش بالا باید انتخاب شود. برای تولید در مقیاس کوچک، یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی همه منظوره و یک سیستم موتور پله ای را می توان برای کاهش هزینه ها انتخاب کرد.

8.2 تعمیر و نگهداری قطعات

تعمیر و نگهداری منظم اجزای دستگاه پوشش خلاء رول به رول برای افزایش طول عمر تجهیزات و اطمینان از تولید پایدار بسیار مهم است.

• سیستم خلاء: به طور مرتب سطح روغن و کیفیت روغن پمپ مکانیکی را بررسی کنید و روغن را به طور مرتب تعویض کنید. فیلتر پمپ مولکولی را مرتباً تمیز کنید. هوابندی محفظه خلاء را به طور مرتب بررسی کنید و در صورت نشتی هوا، O-ring را تعویض کنید.

• سیستم حمل و نقل وب: سطح غلتک راهنما را به طور منظم تمیز کنید تا از آلودگی جلوگیری شود. سنسور تنش را به طور مرتب بررسی کنید و در صورت وجود انحراف آن را کالیبره کنید. یاتاقان مکانیسم های باز کردن و سیم پیچ را به طور منظم روغن کاری کنید.

• سیستم منبع پوشش: بوته منبع تبخیر را پس از هر دسته تولید تمیز کنید تا مواد پوشش باقیمانده حذف شوند. هدف کندوپاش را به طور منظم از نظر سایش بررسی کنید و زمانی که سایش به حد معینی رسید هدف را جایگزین کنید. فیلتر گاز دستگاه واکنش را به طور مرتب تمیز کنید.

• سیستم کنترل: از پارامترهای فرآیند و برنامه کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی به طور منظم نسخه پشتیبان تهیه کنید تا از از دست رفتن داده ها جلوگیری شود. صفحه رابط انسان و ماشین را مرتباً تمیز کنید تا از گرد و غبار تأثیر نگذارد. سیم کشی سنسور و محرک را به طور منظم بررسی کنید تا از تماس خوب اطمینان حاصل کنید.

9. توسعه آینده

روند قطعات در دستگاه رول تو رول وکیوم با پیشرفت مستمر صنایعی مانند الکترونیک انعطاف پذیر، انرژی های نو و بسته بندی پیشرفته، دستگاه رول به رول وکیوم روکش به سمت سرعت بالاتر، دقت بالاتر و هوشمندی بیشتر حرکت می کند و اجزای آن نیز با روندهای توسعه جدیدی روبرو هستند.

• اجزای هوشمند: سیستم کنترل دستگاه پوشش خلاء رول به رول از فناوری هوش مصنوعی برای تحقق کنترل تطبیقی ​​پارامترهای فرآیند استفاده می کند. به عنوان مثال، سیستم هوش مصنوعی می تواند به طور خودکار درجه خلاء، سرعت پوشش و سرعت جریان گاز را با توجه به داده های زمان واقعی ضخامت، کشش و دما تنظیم کند و پایداری کیفیت پوشش را بهبود بخشد. علاوه بر این، سنسورها به سمت کوچک سازی و یکپارچه سازی توسعه خواهند یافت و حسگرهای چند منظوره