We współczesnym przemyśle produkcyjnym maszyna do powlekania próżniowego typu „roll to roll” stała się niezbędnym podstawowym wyposażeniem w takich dziedzinach, jak pakowanie, elektronika, optyka i nowa energia. Realizuje osadzanie folii funkcjonalnych na elastycznych materiałach sieciowych w warunkach próżniowych, poprawiając w ten sposób wydajność materiału i rozszerzając jego zakres zastosowań. Dla profesjonalistów zajmujących się produkcją folii, zakupem sprzętu lub konserwacją zrozumienie głównych elementów maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” jest nie tylko podstawą zapewnienia stabilnej produkcji, ale także kluczem do optymalizacji parametrów procesu i zmniejszenia awaryjności. W tym artykule systematycznie omówiono podstawowe elementy maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, wyjaśniono ich funkcje, zasady działania i wpływ na jakość powłoki, a także pomogono w uzyskaniu wszechstronnego zrozumienia tego precyzyjnego sprzętu.

1. System próżniowy: Podstawa maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”.

System próżniowy jest „sercem” maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, ponieważ tworzy i utrzymuje środowisko o wysokiej próżni wymagane w procesie powlekania. Bez stabilnego i niezawodnego środowiska próżniowego cząstki powłoki będą zderzać się z cząsteczkami powietrza w dużych ilościach podczas procesu osadzania, co prowadzi do defektów, takich jak nierówna grubość powłoki, pęcherzyki i słaba przyczepność. Układ próżniowy maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” składa się głównie z dwóch części: komory próżniowej i zespołu pompy próżniowej.

1.1 Komora próżniowa

Komora próżniowa to „warsztat”, w którym maszyna do powlekania próżniowego typu „roll to roll” kończy proces powlekania. Jest to szczelny pojemnik wykonany ze stali nierdzewnej o wysokiej wytrzymałości, która wytrzymuje ciśnienie atmosferyczne i zapewnia długoterminową szczelność. Konstrukcja komory próżniowej musi spełniać wiele wymagań: po pierwsze, musi ona mieć wystarczającą przestrzeń wewnętrzną, aby pomieścić system transmisji wstęgi, system źródła powłoki i inne komponenty; po drugie, jej wewnętrzna ściana musi być gładka i łatwa do czyszczenia, aby uniknąć kurzu lub pozostałości substancji wpływających na jakość folii; po trzecie, jest wyposażony w wiele kołnierzy i interfejsów do podłączenia modułu pompy próżniowej, systemu kontroli gazu i czujników.

Podczas pracy maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” szczelność komory próżniowej bezpośrednio określa, czy można osiągnąć wymagany stopień próżni. Typowe punkty wycieku powietrza obejmują uszczelki kołnierzy, zamki drzwi i połączenia interfejsów. Dlatego też producenci najczęściej stosują do uszczelnienia wysokiej jakości oringi oraz regularnie przeprowadzają testy wykrywania nieszczelności, aby zapewnić szczelność komory. Ponadto niektóre wielkogabarytowe maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” są wyposażone w dzieloną komorę próżniową, która jest wygodna w przypadku konserwacji i wymiany elementów wewnętrznych, szczególnie w przypadku materiałów o dużej szerokości.

1.2 Zespół pompy próżniowej

Zespół pompy próżniowej jest „źródłem zasilania”, które pobiera powietrze z komory próżniowej maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”. Ponieważ proces powlekania wymaga różnych poziomów próżni, pojedyncza pompa próżniowa nie jest w stanie spełnić tych wymagań. Dlatego zespół pompy próżniowej maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” jest zwykle kombinacją wielu pomp o różnych prędkościach pompowania i zakresach próżni, które pracują etapowo, aby osiągnąć docelowy stopień próżni.

·Mechaniczna pompa próżniowa: Jako pompa pierwszego stopnia służy głównie do usuwania powietrza z komory próżniowej do stanu niskiej próżni. Typowe typy obejmują obrotowe pompy łopatkowe i pompy korzeniowe. Obrotowa pompa łopatkowa ma prostą konstrukcję i niski koszt, co jest odpowiednie dla małych i średnich maszyn do powlekania próżniowego typu roll-to-roll; pompa korzeniowa ma dużą prędkość pompowania i może szybko zmniejszyć ciśnienie w komorze, co jest często stosowane w wielkogabarytowych lub szybkich maszynach do powlekania próżniowego typu „roll to roll”.

·Pompa wysokiej próżni: Gdy pompa mechaniczna zakończy etap niskiej próżni, pompa wysokiej próżni dalej odsysa pozostały gaz w komorze, aby osiągnąć stan wysokiej próżni wymagany do powlekania. Typowe typy obejmują pompy dyfuzyjne i pompy molekularne. Pompa dyfuzyjna wykorzystuje opary oleju o wysokiej temperaturze do napędzania cząsteczek gazu i ma dużą prędkość pompowania gazów nieskraplających się, co jest szeroko stosowane w maszynach do powlekania próżniowego typu walcowego przez odparowanie; pompa molekularna wykorzystuje szybko obracające się łopatki wirnika do „uderzania” cząsteczek gazu i rozładowywania ich, przy wysokim stopniu próżni i bez zanieczyszczeń olejem, co jest odpowiednie dla maszyn do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, które wymagają warstw folii o wysokiej czystości.

Koordynacja zespołu pompy próżniowej ma kluczowe znaczenie dla wydajności maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”. Jeśli prędkość pompowania pompy mechanicznej jest niewystarczająca, wydłuży to czas osiągnięcia niskiego podciśnienia; w przypadku awarii pompy wysokopróżniowej niemożliwe będzie osiągnięcie docelowego stopnia próżni, co doprowadzi do powstania wad powłoki. Dlatego podczas codziennej konserwacji maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” konieczne jest regularne sprawdzanie poziomu oleju w pompie mechanicznej, czyszczenie filtra pompy molekularnej i wymiana wrażliwych części, aby zapewnić stabilną pracę pompy próżniowej.

2. System transportu sieciowego: zapewnienie stabilnościDziałaniemateriałów sieciowych w maszynie do powlekania próżniowego z rolki na rolkę

System transportu zwojowego jest odpowiedzialny za odwijanie, przenoszenie i nawijanie elastycznych materiałów zwojowych w maszynie do powlekania próżniowego z roli na rolkę. Jego podstawowym wymaganiem jest zapewnienie, że wstęga porusza się ze stałą prędkością, stabilnym napięciem i brakiem odchyleń podczas procesu powlekania – jakakolwiek niestabilność w procesie transportu spowoduje wady, takie jak nierówna grubość folii, marszczenie się wstęgi lub uszkodzenie krawędzi. System transportu wstęgowego maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę obejmuje głównie mechanizmy odwijające, mechanizmy nawijające, systemy kontroli naprężenia i rolki prowadzące.

2.1 Mechanizm rozwijający

Mechanizm odwijający znajduje się na wejściu do komory próżniowej maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” i służy do ciągłego podawania zwiniętego materiału wstęgowego do obszaru powlekania. Do jego kluczowych elementów zalicza się wałek odwijający, wałek dociskający wstęgę i urządzenie korygujące odchylenie. Rolka odwijająca jest połączona z silnikiem regulującym prędkość, który dostosowuje prędkość odwijania do prędkości powlekania; wałek dociskający wstęgę służy do spłaszczenia wstęgi i zapobiegania przedostawaniu się pęcherzyków powietrza wraz z wstęgą do komory próżniowej; urządzenie do korekcji odchyleń monitoruje położenie krawędzi wstęgi w czasie rzeczywistym. Jeśli wstęga odchyla się, dostosowuje położenie rolki odwijającej, aby zapewnić bieg wstęgi wzdłuż zadanej ścieżki.

Projektując mechanizm odwijający dla maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, należy wziąć pod uwagę charakterystykę różnych materiałów sieciowych. Przykładowo cienkie folie z tworzyw sztucznych są podatne na odkształcenia, dlatego wałek odwijający musi mieć gładką powierzchnię i odpowiednią twardość; folie metalowe mają dużą sztywność, dlatego prędkość odwijania musi być bardziej stabilna, aby uniknąć wahań napięcia. Ponadto niektóre maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” są wyposażone w urządzenie podgrzewające na końcu odwijania, które usuwa wilgoć i zanieczyszczenia z powierzchni wstęgi, co pomaga poprawić przyczepność warstwy folii.

2.2 Mechanizm nawijający

Mechanizm nawijający znajduje się na wyjściu komory próżniowej maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” i służy do nawijania powleczonej wstęgi w zgrabną rolkę. Podobnie jak mechanizm odwijający, zawiera on również wałek nawijający, wałek dociskający wstęgę i urządzenie kontrolujące naprężenie. Wałek nawojowy napędzany jest silnikiem momentowym lub serwomotorem, który reguluje naprężenie nawoju w zależności od średnicy zwiniętej wstęgi – gdy średnica rolki wzrasta, należy nieznacznie zmniejszyć prędkość nawijania, aby utrzymać stałe napięcie; wałek dociskający wstęgę mocno dociska powleczoną wstęgę, aby uniknąć luźnego nawinięcia i zapewnić gęstość rolki.

Jakość mechanizmu nawijającego wpływa bezpośrednio na późniejszą obróbkę wstęgi. Na przykład, jeśli naprężenie uzwojenia jest zbyt duże, wstęga może zostać rozciągnięta lub nawet zerwana; jeśli naprężenie jest zbyt niskie, rolka może być luźna i podatna na ślizganie się warstw. Dlatego też maszyna do powlekania próżniowego typu „roll to roll” zwykle wykorzystuje system kontroli naprężenia mechanizmu nawijającego w pętli zamkniętej, który zbiera sygnały napięcia za pomocą czujników i reguluje prędkość silnika w czasie rzeczywistym, aby zapewnić stabilne napięcie podczas całego procesu nawijania.

2.3 System kontroli naprężenia

System kontroli naprężenia jest „ośrodkiem nerwowym” systemu transportu wstęgi w maszynie do powlekania próżniowego z roli na rolkę. Koordynuje mechanizmy odwijania i nawijania, aby utrzymać napięcie wstęgi w zadanym zakresie. System kontroli napięcia obejmuje głównie czujniki napięcia, sterowniki i siłowniki. Czujnik naprężenia montowany jest pomiędzy mechanizmami odwijającymi i nawijającymi w celu wykrywania naprężenia wstęgi w czasie rzeczywistym; sterownik porównuje wykrytą wartość napięcia z wartością zadaną i wysyła sygnały regulacyjne do siłownika; siłownik reguluje prędkość odwijania lub moment nawijania zgodnie z sygnałami, aby zrównoważyć napięcie.

W szybkich maszynach do powlekania próżniowego typu „roll to roll” szybkość reakcji układu kontroli naprężenia jest szczególnie ważna. Jeśli system reaguje zbyt wolno, przy zmianie prędkości wstęgi wystąpią wahania napięcia, co prowadzi do odchyleń w grubości folii. Dlatego zaawansowane maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” zwykle wykorzystują serwomotory o dużych prędkościach reakcji i cyfrowe regulatory napięcia, aby poprawić dokładność i stabilność kontroli napięcia.

2.4 Rolki prowadzące

Rolki prowadzące są rozmieszczone na całej ścieżce transportu wstęgi maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę, w tym wewnątrz i na zewnątrz komory próżniowej. Ich główną funkcją jest prowadzenie wstęgi wzdłuż zadanej ścieżki i zapewnienie, że wstęga jest płaska podczas procesu powlekania. Rolki prowadzące są zwykle wykonane ze stali nierdzewnej lub stopu aluminium, a ich powierzchnie są polerowane na wysoki połysk, aby uniknąć zarysowania wstęgi. Ponadto niektóre rolki prowadzące w komorze próżniowej są wyposażone w funkcje ogrzewania lub chłodzenia: rolka prowadząca ogrzewania może wstępnie podgrzać wstęgę, aby poprawić jednorodność warstwy folii; rolka prowadząca chłodzenie może schłodzić powlekaną wstęgę na czas, aby zapobiec uszkodzeniu warstwy folii z powodu wysokiej temperatury.

Położenie montażowe i równoległość rolek prowadzących mają ogromny wpływ na stan pracy wstęgi. Jeśli rolki prowadzące nie są równoległe, wstęga będzie się odchylać; jeśli powierzchnia rolki prowadzącej zostanie zanieczyszczona, pozostawi ślady na wstędze. Dlatego w codziennej konserwacji maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” konieczne jest regularne czyszczenie powierzchni rolek prowadzących i sprawdzanie ich równoległości i koncentryczności.

3. System źródła powłoki: rdzeń osadzania folii w maszynie do powlekania próżniowego typu roll-to-roll

Układ źródła powlekania to część, która wytwarza cząstki powłoki w maszynie do powlekania próżniowego typu „roll to roll” i osadza je na powierzchni wstęgi, tworząc warstwę folii. Rodzaj systemu źródła powłoki determinuje technologię powlekania i wydajność warstwy folii. Według różnych technologii powlekania, system źródeł powlekania maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” można podzielić na źródła parowania, cele napylania i urządzenia reakcyjne.

3.1 Źródło parowania

Powlekanie przez odparowanie jest jedną z najpowszechniej stosowanych technologii w maszynach do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, szczególnie odpowiednią do osadzania folii metalowych i folii tlenkowych. Źródło parowania jest głównym elementem systemu powlekania przez wyparowanie, który podgrzewa materiał powłokowy do wysokiej temperatury, aby spowodować jego odparowanie lub sublimację, a wytworzone cząsteczki pary wylatują na powierzchnię wstęgi pod działaniem próżni i kondensują, tworząc film. Typowe źródła parowania w maszynach do powlekania próżniowego typu „roll to roll” obejmują:

• Źródło parowania oporowego: wykorzystuje metalowy drut lub tygiel o wysokiej rezystancji do podgrzania materiału powlekającego. Gdy prąd elektryczny przepływa przez materiał oporowy, wytwarza ciepło w celu stopienia lub odparowania materiału powłoki. Źródło parowania oporowego ma prostą strukturę i niski koszt, co jest odpowiednie dla materiałów powłokowych o niskich temperaturach topnienia. Jednak jego temperatura ogrzewania jest ograniczona i nie nadaje się do materiałów o wysokiej temperaturze topnienia.

• Źródło parowania wiązki elektronów: Wykorzystuje działo elektronowe do emisji wiązek elektronów o wysokiej energii, które skupiają się na powierzchni materiału powłokowego w celu jego ogrzania. Źródło parowania wiązki elektronów ma wysoką temperaturę ogrzewania i może odparować prawie wszystkie metale i niemetale. Ponadto wiązka elektronów jest skoncentrowana, a powierzchnia grzewcza jest niewielka, co pozwala uniknąć zanieczyszczenia warstwy folii materiałem tygla. Dlatego jest szeroko stosowany w maszynach do powlekania próżniowego typu roll-to-roll, które wymagają warstw folii o wysokiej czystości.

• Źródło parowania indukcyjnego: Wykorzystuje prąd indukcyjny o wysokiej częstotliwości do generowania zmiennego pola magnetycznego, które indukuje prądy wirowe w przewodzącym materiale powłokowym w celu jego ogrzania. Źródło parowania indukcyjnego ma równomierne ogrzewanie i wysoką wydajność, co jest odpowiednie dla materiałów powłokowych o dobrej przewodności. Jest często stosowany w maszynach do powlekania próżniowego typu „roll to roll” do wytwarzania folii przewodzących.

Projekt źródła parowania w maszynie do powlekania próżniowego z roli na rolkę musi uwzględniać szerokość wstęgi. W przypadku materiałów o dużej szerokości wstęgi zwykle stosuje się system odparowania z wieloma źródłami, w którym wiele źródeł odparowania jest rozmieszczonych wzdłuż kierunku szerokości wstęgi, aby zapewnić jednolitą grubość warstwy. Ponadto odległość między źródłem parowania a wstęgą również wpływa na jakość folii — zbyt mała odległość doprowadzi do nierównej grubości powłoki, natomiast zbyt duża odległość zmniejszy szybkość osadzania.

3.2 Cel rozpylający

Powlekanie napylające to kolejna ważna technologia powlekania w maszynach do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, która jest odpowiednia do osadzania twardych folii, folii złożonych i folii wielowarstwowych. Tarcza do napylania jest głównym składnikiem systemu powlekania napylanego. W środowisku wysokiej próżni gaz obojętny wprowadza się do komory próżniowej maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, a pomiędzy tarczą a wstęgą przykładane jest wysokie napięcie w celu zjonizowania gazu obojętnego w jony. Jony są przyspieszane przez pole elektryczne i bombardują powierzchnię celu, a atomy celu są wybijane i osadzane na powierzchni siatki, tworząc warstwę folii. Wydajność tarczy do napylania bezpośrednio wpływa na jakość i szybkość osadzania warstwy folii. Do kluczowych parametrów tarczy napylającej należą:

• Czystość materiału: Czystość materiału docelowego musi być wysoka, w przeciwnym razie do warstwy folii zostaną wprowadzone zanieczyszczenia, co będzie miało wpływ na działanie folii. Na przykład przy produkcji folii przewodzących czystość celu musi osiągnąć wysoki poziom, aby zapewnić przewodność folii.

• Gęstość: Cel o dużej gęstości ma jednolitą strukturę i stabilną szybkość rozpylania, co pozwala uniknąć wytwarzania cząstek podczas rozpylania. Dlatego też cel napylania maszyny do powlekania próżniowego z walca na wałek jest zwykle wytwarzany przez prasowanie na gorąco lub spiekanie w celu poprawy jego gęstości.

• Rozmiar i kształt: Rozmiar celu jest określany na podstawie szerokości sieci. W przypadku maszyn do powlekania próżniowego o dużej szerokości, stosowane są tarcze z długimi paskami, które są rozmieszczone wzdłuż kierunku szerokości wstęgi, aby zapewnić jednolitą grubość folii. Ponadto kształt targetu wpływa również na skuteczność napylania — cylindryczne targety mają większy obszar napylania i większą szybkość osadzania, co jest odpowiednie dla szybkich maszyn do powlekania próżniowego typu roll-to-roll.

Typowe technologie napylania w maszynach do powlekania próżniowego typu „roll to roll” obejmują napylanie DC, napylanie RF i napylanie magnetronowe. Wśród nich najszerzej stosowane jest rozpylanie magnetronowe. Dodaje pole magnetyczne w pobliżu celu, aby wychwytywać elektrony, zwiększać szybkość jonizacji gazu obojętnego i poprawiać szybkość rozpylania. Cele do rozpylania magnetronowego są szeroko stosowane w produkcji elastycznych folii elektronicznych, folii dekoracyjnych i funkcjonalnych folii barierowych.

3.3 Urządzenie reakcyjne

Chemiczne osadzanie z fazy gazowej to technologia powlekania, która wykorzystuje reakcje chemiczne w celu wytworzenia substancji błonotwórczych na powierzchni wstęgi. Nadaje się do osadzania filmów ceramicznych i filmów półprzewodnikowych.

Urządzenie reakcyjne maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” obejmuje głównie komorę reakcyjną, system wlotu gazu i system ogrzewania. W środowisku próżniowym gaz reakcyjny wprowadza się do komory reakcyjnej i pod wpływem ogrzewania lub plazmy gaz reakcyjny ulega reakcjom chemicznym, w wyniku których powstają stałe substancje błonotwórcze, które osadzają się na powierzchni wstęgi, tworząc warstwę folii. Urządzenie reakcyjne maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” ma wysokie wymagania dotyczące kontroli warunków reakcji. Temperatura, ciśnienie i natężenie przepływu gazu w komorze reakcyjnej muszą być dokładnie kontrolowane, aby zapewnić jednorodność i czystość warstwy folii. Na przykład przy produkcji folii barierowych do pakowania żywności temperatura reakcji jest zwykle kontrolowana w pewnym zakresie, a natężenie przepływu gazu jest dostosowywane w zależności od prędkości powlekania, aby zapewnić działanie barierowe folii.

W porównaniu z powlekaniem przez odparowanie i napylaniem, chemiczne osadzanie z fazy gazowej ma zalety dobrej przyczepności powłoki i jednolitej grubości powłoki, ale szybkość osadzania jest mniejsza. Dlatego jest często stosowany w maszynach do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, które wymagają dużej wydajności folii, ale nie dużej szybkości produkcji, np. przy produkcji folii półprzewodnikowych do elastycznej elektroniki.

4. System ogrzewania i chłodzenia: Utrzymywanie stabilnej temperatury otoczenia dla maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę

Proces powlekania maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę jest bardzo wrażliwy na temperaturę. Zbyt wysoka lub zbyt niska temperatura będzie miała wpływ na jakość warstwy folii i stabilność urządzenia. Układ ogrzewania i chłodzenia jest odpowiedzialny za regulację temperatury komory próżniowej, materiału wstęgi i źródła powlekania w celu utrzymania stabilnej temperatury otoczenia w procesie powlekania.

4.1 System grzewczy

System ogrzewania maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę ma głównie dwie funkcje: wstępne podgrzewanie materiału wstęgowego i ogrzewanie komory próżniowej.

• Wstępne podgrzewanie wstęgi: Zanim wstęga wejdzie w obszar powlekania, należy ją wstępnie podgrzać w celu usunięcia wilgoci i lotnych zanieczyszczeń z powierzchni. Może to nie tylko poprawić przyczepność warstwy folii, ale także zapobiec tworzeniu się pęcherzyków w warstwie folii w wyniku odparowania wilgoci podczas procesu powlekania. Wstępne podgrzewanie wstęgi zwykle kończy się za pomocą wałka podgrzewającego lub promiennika podczerwieni zainstalowanego na odwijanym końcu maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę. Temperatura wstępnego podgrzewania zależy od materiału wstęgi – na przykład temperatura wstępnego podgrzewania niektórych folii zwykle mieści się w pewnym zakresie, podczas gdy temperatura wstępnego podgrzewania folii metalowych może być wyższa.

• Ogrzewanie komory próżniowej: W niektórych procesach powlekania komorę próżniową należy podgrzać do określonej temperatury, aby przyspieszyć reakcję chemiczną materiału powłokowego. Ogrzewanie komory próżniowej odbywa się zazwyczaj poprzez płaszcze grzejne lub pręty grzejne instalowane na zewnętrznej ścianie komory. Płaszcz grzewczy owinięty jest wokół zewnętrznej ściany komory próżniowej i ogrzewa komorę za pomocą ogrzewania elektrycznego; pręt grzejny jest wkładany do komory i bezpośrednio ogrzewa środowisko wewnętrzne. Temperatura komory próżniowej jest kontrolowana za pomocą czujnika temperatury i sterownika, a dokładność zwykle mieści się w niewielkim zakresie.

Ponadto źródło parowania maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” ma również wbudowany system grzewczy, który służy do podgrzewania materiału powlekającego do temperatury parowania. Temperatura ogrzewania źródła parowania jest kontrolowana za pomocą termopary lub pirometru optycznego, a aby zapewnić stabilność szybkości parowania, wymagana jest wysoka dokładność.

4.2 Układ chłodzenia

Układ chłodzenia maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” służy do chłodzenia komory próżniowej, źródła powłoki i powlekanej wstęgi, aby zapobiec przegrzaniu.

• Chłodzenie komory próżniowej: Podczas pracy maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, pompa próżniowa i źródło powlekania wytwarzają dużo ciepła, co powoduje wzrost temperatury komory próżniowej. Jeśli temperatura jest zbyt wysoka, będzie to miało wpływ na szczelność komory i stabilność wstęgi. Dlatego zewnętrzna ściana komory próżniowej jest zwykle wyposażona w płaszcz wody chłodzącej, a woda chłodząca krąży w celu odebrania ciepła. W przypadku małych maszyn do powlekania próżniowego typu „roll to roll” można również zastosować chłodzenie powietrzem, ale wydajność chłodzenia jest niższa niż w przypadku chłodzenia wodą.

• Chłodzenie źródła powłoki: Źródło powłoki będzie generować dużo ciepła podczas procesu powlekania. Jeśli nie zostanie schłodzony na czas, materiał źródłowy zostanie uszkodzony i będzie to miało wpływ na szybkość powlekania. Tarcza napylająca jest zwykle chłodzona wewnętrznym chłodzeniem wodnym — woda chłodząca przepływa przez kanał chłodzący wewnątrz tarczy, aby odebrać ciepło; źródło parowania wiązki elektronów jest chłodzone przez chłodzenie wodą lub chłodzenie olejem, a czynnik chłodzący przepływa przez płaszcz chłodzący działa elektronowego, aby zapobiec przegrzaniu działa elektronowego.

• Chłodzenie wstęgi: Po powlekaniu wstęgi jej temperatura wzrasta w wyniku ciepła emitowanego przez źródło powlekania. Jeśli nie zostanie ona schłodzona na czas, wstęga może ulec deformacji, a warstwa folii może zostać utleniona. Dlatego maszyna do powlekania próżniowego typu „roll to roll” jest zwykle wyposażona w wałek chłodzący na wyjściu komory próżniowej. Wałek chłodzący jest wewnętrznie wypełniony wodą chłodzącą, a powlekana wstęga styka się z wałkiem chłodzącym w celu uzyskania szybkiego chłodzenia.

System ogrzewania i chłodzenia maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” to system sterowania w zamkniętej pętli. Czujnik temperatury zbiera sygnał temperatury w czasie rzeczywistym i przesyła go do sterownika. Sterownik dostosowuje moc grzewczą lub natężenie przepływu czynnika chłodzącego w zależności od ustawionej temperatury, aby zapewnić stabilność temperaturową każdej części.

5. System sterowania: „Mózg” maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”.

System sterowania jest „mózgiem” maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, który integruje i kontroluje wszystkie komponenty, aby zapewnić skoordynowaną pracę całego urządzenia. Zaawansowany charakter i stabilność systemu sterowania bezpośrednio determinują poziom automatyzacji, wydajność produkcji i jakość powlekania maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę.

5.1 Komponenty sprzętowe

Sprzęt systemu sterowania maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” obejmuje głównie programowalny sterownik logiczny, interfejs człowiek-maszyna, czujniki i siłowniki.

• Programowalny sterownik logiczny: Jako rdzeń systemu sterowania, odpowiada za przetwarzanie różnych sygnałów wejściowych i wysyłanie sygnałów sterujących do elementów wykonawczych. Programowalny sterownik logiczny maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” zwykle ma konstrukcję modułową, która może rozszerzać punkty wejścia/wyjścia w zależności od liczby komponentów. Zaawansowane maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” wykorzystują programowalne sterowniki logiczne klasy przemysłowej o wysokiej niezawodności i dużej szybkości reakcji.

• Interfejs człowiek-maszyna: Jest to interfejs operacyjny pomiędzy operatorem a maszyną do powlekania próżniowego typu „roll to roll”. Zwykle jest to ekran dotykowy, za pomocą którego operator może ustawić parametry procesu, monitorować stan pracy sprzętu i przeglądać informacje o usterkach. Interfejs człowiek-maszyna maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” ma konstrukcję przyjazną dla użytkownika — najważniejsze parametry są wyświetlane w czasie rzeczywistym za pomocą interfejsów cyfrowych lub graficznych, a komunikaty o błędach są jasne i łatwe do zrozumienia, co jest wygodne dla operatora w obsłudze i konserwacji.

• Czujniki: Czujniki to „oczy” systemu sterowania, które zbierają w czasie rzeczywistym różne parametry procesu maszyny do powlekania próżniowego z walca na wałek. Typowe czujniki obejmują czujniki próżniowe do wykrywania stopnia próżni w komorze, czujniki naprężenia do wykrywania naprężenia wstęgi, czujniki temperatury do wykrywania temperatury źródła powłoki i wstęgi oraz czujniki grubości folii do wykrywania grubości warstwy folii. Dokładność czujników bezpośrednio wpływa na precyzję sterowania maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę — na przykład wymagana jest dokładność czujnika grubości folii, która musi mieścić się w niewielkim zakresie, aby zapewnić jednolitość grubości folii.

• Siłowniki: Siłowniki to „ręce” systemu sterowania, które wykonują sygnały sterujące wysyłane przez programowalny sterownik logiczny. Typowe siłowniki obejmują serwomotory do napędzania mechanizmów odwijania i nawijania, silniki krokowe do regulacji położenia źródła powlekania, zawory elektromagnetyczne do sterowania przepływem gazu oraz przetwornice częstotliwości do regulacji prędkości pompy próżniowej. Szybkość reakcji i dokładność siłowników mają kluczowe znaczenie dla stabilności maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” — na przykład serwomotor do kontroli napięcia musi mieć szybki czas reakcji, aby poradzić sobie z szybkimi wahaniami napięcia.

5.2 Funkcje oprogramowania

Oprogramowanie systemu sterowania maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” jest „duszą” systemu, która realizuje sterowanie logiczne, zarządzanie procesem i diagnostykę usterek sprzętu.

• Sterowanie logiczne: Oprogramowanie steruje sekwencyjną pracą każdego elementu maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę. Na przykład przed rozpoczęciem procesu powlekania oprogramowanie najpierw steruje pompą próżniową, aby odsysać powietrze z komory do docelowego stopnia próżni; następnie uruchamia system transportu wstęgi, aby zapewnić wstęgę poruszającą się ze stałą prędkością; w końcu uruchamia system źródła powłoki, aby rozpocząć proces powlekania. Podczas procesu powlekania oprogramowanie dostosowuje w czasie rzeczywistym parametry każdego elementu na podstawie sygnałów zebranych przez czujniki – na przykład, jeśli czujnik naprężenia wykryje, że naprężenie wstęgi jest zbyt duże, oprogramowanie zmniejsza prędkość nawijania, aby zmniejszyć naprężenie.

• Zarządzanie procesem: Oprogramowanie może przechowywać wiele zestawów parametrów procesu dla różnych wymagań dotyczących powłoki. Operator może wywołać odpowiedni zestaw parametrów w zależności od zadania produkcyjnego, co upraszcza obsługę i zapewnia stałą jakość powłoki. Ponadto oprogramowanie może rejestrować dane produkcyjne maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę, co jest wygodne dla identyfikowalności i analizy jakości.

• Diagnostyka usterek: Oprogramowanie posiada funkcję diagnostyki usterek, która monitoruje stan działania każdego komponentu w czasie rzeczywistym. Jeśli wystąpi usterka, oprogramowanie natychmiast wyśle ​​sygnał alarmowy do interfejsu człowiek-maszyna, wyświetli lokalizację i przyczynę usterki oraz podejmie odpowiednie środki ochronne, aby uniknąć dalszego uszkodzenia sprzętu. Funkcja diagnostyki usterek maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” może znacznie skrócić czas konserwacji i poprawić stopień wykorzystania sprzętu.

6. System kontroli gazu: zapewnienie czystości i stabilności gazu powlekającego w maszynie do powlekania próżniowego z roli na rolkę

W niektórych procesach powlekania za pomocą maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” konieczne jest wprowadzenie określonego rodzaju gazu do komory próżniowej, aby wziąć udział w reakcji powlekania lub wyregulować stopień podciśnienia. Układ kontroli gazu odpowiada za dostarczanie gazu o wysokiej czystości oraz kontrolowanie natężenia przepływu i ciśnienia gazu, aby zapewnić stabilność procesu powlekania i jakość warstwy folii.

6.1 System zasilania gazem

Układ zasilania gazem maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” obejmuje głównie butle z gazem, filtry gazu i zawory redukcyjne.

• Butle z gazem: Butle z gazem przechowują gaz niezbędny do procesu powlekania. Gaz w butli musi mieć wysoką czystość, aby uniknąć zanieczyszczeń wpływających na jakość filmu. Dodatkowo butle z gazem są wyposażone w manometry umożliwiające monitorowanie pozostałej objętości gazu.

• Filtry gazu: Filtry gazu służą do usuwania zanieczyszczeń z gazu. Gaz z butli może zawierać śladowe zanieczyszczenia, które podczas procesu powlekania będą osadzać się na powierzchni wstęgi lub źródle powłoki, prowadząc do defektów folii. Dlatego maszyna do powlekania próżniowego typu „roll to roll” jest zwykle wyposażona w wielostopniowe filtry zapewniające czystość gazu.

• Zawory redukujące ciśnienie: Zawory redukujące ciśnienie redukują wysokie ciśnienie gazu w butli do niskiego ciśnienia odpowiedniego dla procesu powlekania. Ciśnienie gazu w butli jest zwykle wysokie, podczas gdy ciśnienie wymagane do procesu powlekania jest zwykle niskie. Zawór redukcyjny ciśnienia może stabilizować ciśnienie wyjściowe, unikać wahań ciśnienia wpływających na natężenie przepływu gazu.

6.2 Układ kontroli przepływu gazu

Układ kontroli przepływu gazu stanowi rdzeń układu kontroli gazu w maszynie do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, który kontroluje natężenie przepływu gazu wchodzącego do komory próżniowej. Dokładność natężenia przepływu gazu wpływa bezpośrednio na grubość i skład folii — na przykład przy produkcji folii przewodzących metodą napylania katodowego stosunek natężenia przepływu różnych gazów określa rezystywność folii. Typowe urządzenia kontrolujące przepływ gazu w maszynach do powlekania próżniowego typu „roll to roll” obejmują:

• Kontroler masowego przepływu: Jest to bardzo precyzyjne urządzenie kontrolujące przepływ, które kontroluje natężenie przepływu gazu poprzez pomiar masowego przepływu gazu. Ma wysoką dokładność sterowania i szybką reakcję, co jest odpowiednie dla maszyn do powlekania próżniowego typu roll-to-roll, które wymagają precyzyjnej kontroli natężenia przepływu gazu. Można go skalibrować dla różnych gazów i ma dobrą kompatybilność.

• Zawór iglicowy: Zawór iglicowy steruje natężeniem przepływu gazu poprzez regulację otwarcia rdzenia zaworu. Ma prostą konstrukcję i niski koszt, ale jego dokładność sterowania jest niska, co jest odpowiednie dla maszyn do powlekania próżniowego typu roll-to-roll o niskich wymaganiach dotyczących kontroli przepływu gazu.

System kontroli przepływu gazu w maszynie do powlekania próżniowego typu „roll to roll” to system z zamkniętą pętlą. Kontroler masowego przepływu lub zawór iglicowy reguluje natężenie przepływu gazu zgodnie z sygnałem sterującym wysyłanym przez programowalny sterownik logiczny, a czujnik przepływu wykrywa rzeczywiste natężenie przepływu i przekazuje je z powrotem do programowalnego sterownika logicznego, tworząc sterowanie w pętli zamkniętej, zapewniające stabilność natężenia przepływu gazu.

6.3 Układ wydechowy gazu

Układ wydechowy gazu służy do odprowadzania nadmiaru gazu z komory próżniowej maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” w celu utrzymania stabilności stopnia próżni. Zwykle składa się z pompy próżniowej i odwadniacza gazu. Pomiędzy komorą próżniową a pompą próżniową instaluje się odwadniacz gazu, który może wychwytywać skroplony gaz zawarty w spalinach, aby uniknąć zanieczyszczenia pompy próżniowej. Na przykład podczas powlekania przez odparowanie folii metalowych odwadniacz może wychwytywać nadmiar oparów metalu, zapobiegając przedostawaniu się ich do pompy dyfuzyjnej i wpływając na wydajność pompowania.

7. Koordynacja i działanie komponentów maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”.

Maszyna do powlekania próżniowego typu „roll to roll” to złożony system składający się z wielu komponentów, a skoordynowane działanie każdego komponentu jest kluczem do zapewnienia stabilnej produkcji. Typowy proces działania maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę jest następujący:

1. Etap przygotowawczy: Operator instaluje rolkę zwoju na mechanizmie odwijającym, a pustą rolkę na mechanizmie zwijającym; ustawia parametry procesu poprzez interfejs człowiek-maszyna; sprawdza stan każdego komponentu.
2. Etap pompowania próżniowego: Programowalny sterownik logiczny steruje pompą próżniową tak, aby uruchamiała się sekwencyjnie w celu usunięcia powietrza z komory próżniowej. Czujnik podciśnienia wykrywa stopień podciśnienia w czasie rzeczywistym i przekazuje go z powrotem do programowalnego sterownika logicznego. Gdy stopień podciśnienia osiągnie ustawioną wartość, programowalny sterownik logiczny wysyła sygnał do przejścia do następnego etapu.
3. Etap wstępnego podgrzewania wstęgi: Uruchamia się system transportu wstęgi i wstęga jest wprowadzana do komory próżniowej; wałek podgrzewający podgrzewa wstęgę do zadanej temperatury w celu usunięcia wilgoci i zanieczyszczeń. System kontroli naprężenia dostosowuje prędkość odwijania i nawijania, aby utrzymać napięcie wstęgi w ustawionym zakresie.
4. Etap powlekania: Uruchamia się system źródła powlekania; cząstki powłoki osadzają się na powierzchni wstęgi, tworząc warstwę folii. Czujnik grubości folii wykrywa grubość folii w czasie rzeczywistym i dostosowuje moc źródła powlekania lub prędkość wstęgi, aby zapewnić, że grubość folii spełnia wymagania. Układ ogrzewania i chłodzenia utrzymuje temperaturę komory próżniowej, źródła powlekania i wstęgi na ustawionych wartościach.
5. Etap nawijania: Powlekana wstęga jest chłodzona przez wałek chłodzący, a następnie nawijana na rolkę za pomocą mechanizmu nawijającego. Programowalny sterownik logiczny rejestruje dane produkcyjne i monitoruje stan pracy każdego komponentu. W przypadku wystąpienia usterki system natychmiast alarmuje i podejmuje działania zabezpieczające.
6. Etap wyłączenia: Po zakończeniu powlekania najpierw wyłącza się system źródła powłoki; następnie zespół pompy próżniowej jest kolejno wyłączany; komora próżniowa jest wentylowana do ciśnienia atmosferycznego; operator usuwa powlekaną rolkę wstęgi i czyści sprzęt.
7. 
   

8. Wybór i konserwacja komponentów maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”.

8.1 Wybór komponentów

Wybór komponentów do maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” musi opierać się na wymaganiach produkcyjnych, aby zapewnić wydajność i opłacalność sprzętu.

• System próżniowy: W przypadku maszyn do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, które wymagają wysokiego stopnia próżni, należy wybrać pompę molekularną; do ogólnej produkcji folii metalowej można wybrać pompę dyfuzyjną, aby obniżyć koszty.

• System transportu wstęgi: W przypadku cienkich i łatwych do odkształceń materiałów wstęgowych należy wybrać system kontroli naprężenia napędzany serwomotorem i precyzyjne rolki prowadzące; w przypadku materiałów o dużej szerokości należy wybrać system rolek z wieloma prowadnicami i urządzenie do korekcji podwójnego odchylenia.

• System źródła powłoki: Do produkcji folii metalowej można wybrać źródło parowania; w przypadku produkcji folii złożonej należy wybrać tarczę do napylania; do produkcji folii ceramicznej należy dobrać urządzenie reakcyjne.

• System sterowania: W przypadku szybkich i precyzyjnych maszyn do powlekania próżniowego typu „roll to roll” należy wybrać programowalny sterownik logiczny klasy przemysłowej i system serwo o wysokiej czułości; w przypadku produkcji na małą skalę można wybrać programowalny sterownik logiczny ogólnego przeznaczenia i układ silnika krokowego, aby obniżyć koszty.

8.2 Konserwacja podzespołów

Regularna konserwacja elementów maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” ma kluczowe znaczenie dla przedłużenia żywotności sprzętu i zapewnienia stabilnej produkcji.

• Układ próżniowy: Regularnie sprawdzaj poziom i jakość oleju w pompie mechanicznej oraz regularnie wymieniaj olej; regularnie czyść filtr pompy molekularnej; regularnie sprawdzaj szczelność komory próżniowej i wymieniaj uszczelkę typu O-ring w przypadku wycieku powietrza.

• System transportu wstęgi: Regularnie czyść powierzchnię rolki prowadzącej, aby uniknąć zanieczyszczenia; regularnie sprawdzaj czujnik napięcia i kalibruj go, jeśli występuje odchylenie; regularnie smaruj łożyska mechanizmów odwijających i zwijających.

• System źródła powłoki: Oczyść tygiel źródła odparowania po każdej partii produkcyjnej, aby usunąć pozostałości materiałów powłokowych; regularnie sprawdzać tarczę napylającą pod kątem zużycia i wymieniać tarczę, gdy zużycie osiągnie określony poziom; regularnie czyść filtr gazu urządzenia reakcyjnego.

• System sterowania: Regularnie twórz kopie zapasowe parametrów procesu i programu programowalnego sterownika logicznego, aby zapobiec utracie danych; regularnie czyść ekran interfejsu człowiek-maszyna, aby uniknąć wpływu kurzu na działanie; regularnie sprawdzaj okablowanie czujnika i elementu wykonawczego, aby zapewnić dobry kontakt.

9. Przyszły rozwój

Trendy dotyczące komponentów maszyny do powlekania próżniowego z roli na rolkę Wraz z ciągłym rozwojem branż, takich jak elastyczna elektronika, nowa energia i zaawansowane opakowania, maszyna do powlekania próżniowego z roli na rolkę zmierza w kierunku większej prędkości, wyższej precyzji i większej inteligencji, a jej komponenty również stoją w obliczu nowych trendów rozwojowych.

• Inteligentne komponenty: System sterowania maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” zastosuje technologię sztucznej inteligencji w celu realizacji adaptacyjnej kontroli parametrów procesu. Na przykład system AI może automatycznie dostosowywać stopień próżni, prędkość powlekania i natężenie przepływu gazu zgodnie z danymi w czasie rzeczywistym dotyczącymi grubości, napięcia i temperatury folii, poprawiając stabilność jakości powłoki. Ponadto czujniki będą rozwijać się w kierunku miniaturyzacji i integracji, a czujniki wielofunkcyjne znajdą szerokie zastosowanie w celu zmniejszenia liczby elementów składowych i poprawy niezawodności systemu.

• Komponenty o wysokiej wydajności: Zespół pompy próżniowej będzie rozwijał się w kierunku dużej prędkości pompowania i niskiego zużycia energii. Na przykład nowy typ pompy ze spiralą na sucho nie powoduje zanieczyszczeń olejem i ma wysoką wydajność pompowania, co jest odpowiednie dla przyjaznych dla środowiska maszyn do powlekania próżniowego typu „roll to roll”; cel rozpylania będzie się rozwijać w kierunku dużej gęstości i długiej żywotności, a cel złożony może poprawić szybkość rozpylania i obniżyć koszty produkcji. Ponadto system transportu wstęgowego przyjmie system napędzany silnikiem liniowym, który ma większą prędkość i precyzję i może spełniać wymagania szybkich maszyn do powlekania próżniowego z roli na rolkę.

• Komponenty przyjazne dla środowiska: Wraz ze wzrostem wymagań w zakresie ochrony środowiska, komponenty maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” będą zwracać większą uwagę na ochronę środowiska. Na przykład pompa próżniowa będzie wykorzystywać przyjazny dla środowiska olej smarowy, który ulega biodegradacji i nietoksyczny; źródło powlekania będzie się rozwijać w kierunku technologii powlekania niskotemperaturowego, zmniejszając zużycie energii i emisję; w systemie kontroli gazu zostanie zastosowany system odzyskiwania gazu w obiegu zamkniętym, który może zawrócić nadmiar gazu w celu ograniczenia strat gazu i zanieczyszczenia środowiska.

Wniosek

Maszyna do powlekania próżniowego typu „roll to roll” to złożony, precyzyjny sprzęt składający się z wielu podstawowych elementów. Każdy komponent odgrywa kluczową rolę w procesie powlekania. System próżniowy tworzy niezbędne środowisko próżniowe dla powłoki; system transportu sieci zapewnia stabilne działanie sieci; system źródła powłoki realizuje osadzanie warstwy folii; system ogrzewania i chłodzenia utrzymuje stabilną temperaturę otoczenia; system sterowania koordynuje pracę wszystkich podzespołów; system kontroli gazu zapewnia czystość i stabilność gazu powlekającego.

Zrozumienie funkcji, zasad działania i metod konserwacji tych komponentów jest niezbędne dla profesjonalistów zajmujących się produkcją, zaopatrzeniem i konserwacją maszyn do powlekania próżniowego typu „roll to roll”. Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii elementy maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” staną się bardziej inteligentne, wydajne i przyjazne dla środowiska, dzięki czemu maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll” będą odgrywać ważniejszą rolę w zaawansowanym technologicznie przemyśle produkcyjnym. Niezależnie od tego, czy optymalizujesz parametry procesu istniejącej maszyny do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, czy też wybierasz nową maszynę do powlekania próżniowego typu „roll to roll”, głębokie zrozumienie jej komponentów pomoże Ci podejmować bardziej naukowe decyzje i osiągać lepsze wyniki produkcyjne.

Skontaktuj się z Królem Lwem Hubei:
Nazwa firmy: Hubei Lion King Vacuum Technology Co., Ltd.
Adres: nr 3, 17 piętro, jednostka 1, budynek 03, faza II, rezydencja Jinmao, Shoukai OCT, Hexie Road, dystrykt Hongshan, miasto Wuhan, prowincja Hubei, Chiny
Kontakt: Miss Lily / Sprzedaż Handlu Zagranicznego
Telefon komórkowy/WhatsApp/WeChat: 86 15827488197 / 86 15071223011
E-mail: Lily@lionpvd.com
Strona internetowa: www.vacuum-coatingmachines.com
Wybierz Lion King — Twojego zaufanego partnera w zakresie powlekania próżniowego!