2025-10-23
Trong ngành công nghiệp sản xuất hiện đại, máy phủ chân không dạng cuộn đã trở thành thiết bị cốt lõi không thể thiếu trong các lĩnh vực như bao bì, điện tử, quang học, năng lượng mới. Nó thực hiện việc lắng đọng các màng chức năng trên các vật liệu dạng tấm dẻo trong điều kiện chân không, từ đó nâng cao hiệu suất của vật liệu và mở rộng phạm vi ứng dụng của nó. Đối với các chuyên gia tham gia sản xuất màng, mua sắm thiết bị hoặc bảo trì, việc hiểu các bộ phận chính của máy phủ chân không dạng cuộn không chỉ là cơ sở để đảm bảo sản xuất ổn định mà còn là chìa khóa để tối ưu hóa các thông số quy trình và giảm tỷ lệ sai sót. Bài viết này sẽ mổ xẻ một cách có hệ thống các thành phần cốt lõi của máy phủ chân không dạng cuộn, giải thích chức năng, nguyên lý làm việc và tác động của chúng đến chất lượng lớp phủ, đồng thời giúp bạn nắm bắt toàn diện về thiết bị có độ chính xác cao này.
Hệ thống chân không là "trái tim" của máy phủ chân không dạng cuộn, vì nó tạo ra và duy trì môi trường chân không cao cần thiết cho quá trình phủ. Nếu không có môi trường chân không ổn định và đáng tin cậy, các hạt phủ sẽ va chạm với số lượng lớn với các phân tử không khí trong quá trình lắng đọng, dẫn đến các khuyết tật như độ dày màng không đồng đều, bong bóng và độ bám dính kém. Hệ thống chân không của máy phủ chân không dạng cuộn chủ yếu bao gồm hai phần: buồng chân không và bộ phận bơm chân không.
Buồng chân không là "xưởng" nơi máy sơn chân không dạng cuộn hoàn thiện quá trình phủ. Nó là một thùng chứa kín được làm bằng thép không gỉ có độ bền cao để chịu được áp suất khí quyển và đảm bảo độ kín khí lâu dài. Thiết kế của buồng chân không cần đáp ứng nhiều yêu cầu: thứ nhất, nó phải có đủ không gian bên trong để chứa hệ thống truyền dẫn web, hệ thống nguồn phủ và các bộ phận khác; thứ hai, thành trong của nó phải nhẵn và dễ lau chùi để tránh bụi hoặc các chất cặn ảnh hưởng đến chất lượng màng; thứ ba, nó được trang bị nhiều mặt bích và giao diện để kết nối bộ phận bơm chân không, hệ thống kiểm soát khí và cảm biến.
Trong hoạt động của máy phủ chân không dạng cuộn, độ kín khí của buồng chân không sẽ trực tiếp xác định xem có thể đạt được mức độ chân không cần thiết hay không. Các điểm rò rỉ không khí phổ biến bao gồm vòng đệm mặt bích, khóa cửa và kết nối giao diện. Vì vậy, các nhà sản xuất thường sử dụng vòng chữ O chất lượng cao để bịt kín và tiến hành kiểm tra phát hiện rò rỉ thường xuyên để đảm bảo độ kín khí của buồng. Ngoài ra, một số máy phủ chân không dạng cuộn quy mô lớn được thiết kế với buồng chân không kiểu tách rời, thuận tiện cho việc bảo trì và thay thế các bộ phận bên trong, đặc biệt khi xử lý các vật liệu dạng lưới có chiều rộng rộng.
Bộ phận bơm chân không là "nguồn điện" hút không khí từ buồng chân không của máy phủ chân không dạng cuộn sang cuộn. Vì quá trình phủ đòi hỏi mức độ chân không khác nhau nên một máy bơm chân không không thể đáp ứng được yêu cầu. Do đó, bộ phận bơm chân không của máy phủ chân không dạng cuộn thường là sự kết hợp của nhiều máy bơm với tốc độ bơm và phạm vi chân không khác nhau, hoạt động theo từng giai đoạn để đạt được mức độ chân không mục tiêu.
·Bơm chân không cơ học: Là loại bơm giai đoạn đầu, nó chủ yếu được sử dụng để hút không khí trong buồng chân không về trạng thái chân không thấp. Các loại phổ biến bao gồm máy bơm cánh gạt quay và máy bơm rễ cây. Bơm cánh gạt quay có cấu tạo đơn giản, giá thành thấp, phù hợp với các loại máy phủ chân không dạng cuộn vừa và nhỏ; Máy bơm rễ có tốc độ bơm lớn và có thể giảm nhanh áp suất trong buồng, điều này thường được sử dụng trong các máy phủ chân không cuộn quy mô lớn hoặc tốc độ cao.
·Bơm chân không cao: Sau khi bơm cơ học hoàn thành giai đoạn chân không thấp, bơm chân không cao tiếp tục chiết khí còn lại trong buồng để đạt trạng thái chân không cao cần thiết cho lớp phủ. Các loại phổ biến bao gồm bơm khuếch tán và bơm phân tử. Bơm khuếch tán sử dụng hơi dầu nhiệt độ cao để điều khiển các phân tử khí và có tốc độ bơm cao đối với các loại khí không ngưng tụ, được sử dụng rộng rãi trong các máy phủ chân không dạng cuộn để bay hơi; bơm phân tử sử dụng cánh quạt quay tốc độ cao để "tấn công" các phân tử khí và xả chúng, với độ chân không cao và không gây ô nhiễm dầu, thích hợp cho các máy phủ chân không dạng cuộn yêu cầu các lớp màng có độ tinh khiết cao.
Sự phối hợp của bộ phận bơm chân không là rất quan trọng đối với hiệu quả của máy phủ chân không dạng cuộn. Nếu tốc độ bơm của bơm cơ học không đủ sẽ kéo dài thời gian đạt độ chân không thấp; nếu bơm chân không cao bị hỏng thì sẽ không thể đạt được độ chân không mục tiêu, dẫn đến lỗi lớp phủ. Vì vậy, trong quá trình bảo dưỡng hàng ngày máy phủ chân không dạng cuộn, cần thường xuyên kiểm tra mức dầu của bơm cơ, làm sạch bộ lọc của bơm phân tử và thay thế các bộ phận dễ bị tổn thương để đảm bảo bộ phận bơm chân không hoạt động ổn định.
Hệ thống vận chuyển web chịu trách nhiệm tháo cuộn, vận chuyển và cuộn các vật liệu web linh hoạt trong máy phủ chân không dạng cuộn để cuộn. Yêu cầu cốt lõi của nó là đảm bảo rằng màng chạy ở tốc độ không đổi, độ căng ổn định và không bị lệch trong quá trình phủ—bất kỳ sự mất ổn định nào trong quá trình vận chuyển sẽ gây ra các khuyết tật như độ dày màng không đồng đều, nếp nhăn của màng hoặc hư hỏng cạnh. Hệ thống vận chuyển web của máy phủ chân không dạng cuộn chủ yếu bao gồm cơ cấu tháo cuộn, cơ cấu cuộn dây, hệ thống kiểm soát độ căng và con lăn dẫn hướng.
Cơ cấu tháo cuộn được đặt ở lối vào buồng chân không của máy phủ chân không dạng cuộn để cuộn và được sử dụng để liên tục đưa vật liệu dạng cuộn vào khu vực phủ. Các bộ phận chính của nó bao gồm con lăn tháo cuộn, con lăn ép màng và thiết bị điều chỉnh độ lệch. Con lăn tháo cuộn được kết nối với một động cơ điều chỉnh tốc độ, động cơ này điều chỉnh tốc độ tháo cuộn theo tốc độ lớp phủ; con lăn ép màng được sử dụng để làm phẳng màng và ngăn bọt khí đi vào buồng chân không cùng với màng; thiết bị hiệu chỉnh độ lệch giám sát vị trí cạnh của web theo thời gian thực. Nếu lưới bị lệch, nó sẽ điều chỉnh vị trí của con lăn tháo cuộn để đảm bảo lưới chạy dọc theo đường dẫn đã định sẵn.
Trong việc thiết kế cơ chế tháo cuộn cho máy phủ chân không dạng cuộn, cần xem xét các đặc tính của các vật liệu dạng lưới khác nhau. Ví dụ, màng nhựa mỏng dễ bị biến dạng nên con lăn tháo cuộn cần có bề mặt nhẵn và độ cứng phù hợp; lá kim loại có độ cứng cao nên tốc độ tháo cuộn cần ổn định hơn để tránh dao động lực căng. Ngoài ra, một số máy phủ chân không dạng cuộn được trang bị thiết bị gia nhiệt sơ bộ ở đầu tháo cuộn để loại bỏ độ ẩm và tạp chất trên bề mặt màng, giúp cải thiện độ bám dính của lớp màng.
Cơ cấu quấn nằm ở đầu ra của buồng chân không của máy phủ chân không dạng cuộn để cuộn và dùng để cuộn màng đã tráng thành cuộn gọn gàng. Tương tự như cơ cấu tháo cuộn, nó còn bao gồm một con lăn quấn, một con lăn ép màng và một thiết bị kiểm soát độ căng. Con lăn quấn được điều khiển bởi động cơ mô-men xoắn hoặc động cơ servo, điều chỉnh độ căng cuộn dây theo đường kính của cuộn cuộn — khi đường kính cuộn tăng lên, tốc độ cuộn dây cần giảm một chút để duy trì độ căng không đổi; con lăn ép web ép chặt web đã tráng để tránh cuộn lỏng và đảm bảo mật độ của cuộn.
Chất lượng của cơ chế cuộn dây ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xử lý web tiếp theo. Ví dụ, nếu độ căng cuộn dây quá cao, màng có thể bị kéo căng hoặc thậm chí bị đứt; nếu độ căng quá thấp, cuộn có thể bị lỏng và dễ bị trượt lớp. Do đó, máy phủ chân không dạng cuộn thường sử dụng hệ thống điều khiển lực căng vòng kín cho cơ cấu cuộn dây, hệ thống này thu thập tín hiệu lực căng thông qua các cảm biến và điều chỉnh tốc độ động cơ theo thời gian thực để đảm bảo độ căng ổn định trong toàn bộ quá trình cuộn dây.
Hệ thống kiểm soát độ căng là "trung tâm thần kinh" của hệ thống vận chuyển web trong máy phủ chân không dạng cuộn sang dạng cuộn. Nó phối hợp các cơ chế tháo cuộn và cuộn dây để duy trì độ căng của lưới trong phạm vi đã đặt. Hệ thống kiểm soát lực căng chủ yếu bao gồm cảm biến lực căng, bộ điều khiển và bộ truyền động. Cảm biến độ căng được lắp đặt giữa cơ cấu xả và cuộn dây để phát hiện độ căng của lưới theo thời gian thực; bộ điều khiển so sánh giá trị lực căng được phát hiện với giá trị cài đặt và gửi tín hiệu điều chỉnh đến bộ truyền động; bộ truyền động điều chỉnh tốc độ tháo cuộn hoặc mômen cuộn dây theo tín hiệu để cân bằng độ căng.
Trong các máy phủ chân không dạng cuộn tốc độ cao, tốc độ phản hồi của hệ thống kiểm soát độ căng là đặc biệt quan trọng. Nếu hệ thống phản ứng quá chậm, dao động lực căng sẽ xảy ra khi tốc độ web thay đổi, dẫn đến sai lệch độ dày màng. Do đó, máy phủ chân không dạng cuộn tiên tiến thường sử dụng động cơ servo có tốc độ phản hồi cao và bộ điều khiển độ căng kỹ thuật số để nâng cao độ chính xác và ổn định của việc kiểm soát độ căng.
Các con lăn dẫn hướng được phân bổ dọc theo đường vận chuyển của máy phủ chân không từ cuộn này sang cuộn khác, bao gồm cả bên trong và bên ngoài buồng chân không. Chức năng chính của chúng là hướng dẫn web chạy dọc theo đường dẫn đã định trước và đảm bảo rằng web phẳng trong quá trình phủ. Các con lăn dẫn hướng thường được làm bằng thép không gỉ hoặc hợp kim nhôm, bề mặt của chúng được đánh bóng ở độ bóng cao để tránh làm xước màng lưới. Ngoài ra, một số con lăn dẫn hướng trong buồng chân không được trang bị chức năng sưởi ấm hoặc làm mát: con lăn dẫn hướng sưởi ấm có thể làm nóng sơ bộ màng để cải thiện tính đồng nhất của lớp màng; con lăn dẫn hướng làm mát có thể làm mát màng phủ kịp thời để tránh lớp màng bị hư hỏng do nhiệt độ cao.
Vị trí lắp đặt và độ song song của con lăn dẫn hướng có ảnh hưởng lớn đến trạng thái hoạt động của web. Nếu các con lăn dẫn hướng không song song, lưới sẽ bị lệch; nếu bề mặt của con lăn dẫn hướng bị nhiễm bẩn, nó sẽ để lại dấu vết trên mạng. Vì vậy, trong quá trình bảo dưỡng hàng ngày máy phủ chân không dạng cuộn, cần thường xuyên làm sạch bề mặt của các con lăn dẫn hướng và kiểm tra độ song song và độ đồng tâm của chúng.
Hệ thống nguồn phủ là bộ phận tạo ra các hạt phủ trong máy phủ chân không dạng cuộn và cuộn và lắng đọng chúng trên bề mặt của màng để tạo thành một lớp màng. Loại hệ thống nguồn phủ quyết định công nghệ phủ và hiệu suất của lớp màng. Theo các công nghệ phủ khác nhau, hệ thống nguồn phủ của máy phủ chân không dạng cuộn có thể được chia thành các nguồn bay hơi, mục tiêu phún xạ và thiết bị phản ứng.
Lớp phủ bay hơi là một trong những công nghệ được sử dụng rộng rãi nhất trong các máy phủ chân không dạng cuộn, đặc biệt thích hợp để lắng đọng màng kim loại và màng oxit. Nguồn bay hơi là thành phần cốt lõi của hệ thống phủ bay hơi, làm nóng vật liệu phủ đến nhiệt độ cao để làm cho nó bay hơi hoặc thăng hoa, và các hạt hơi được tạo ra sẽ bay lên bề mặt của mạng dưới tác dụng của chân không và ngưng tụ tạo thành một màng. Các loại nguồn bay hơi phổ biến trong máy phủ chân không dạng cuộn bao gồm:
• Nguồn bay hơi điện trở: Nó sử dụng dây kim loại có điện trở suất cao hoặc nồi nấu kim loại để làm nóng vật liệu phủ. Khi dòng điện đi qua vật liệu điện trở, nó sẽ tạo ra nhiệt làm nóng chảy hoặc làm bay hơi vật liệu phủ. Nguồn bay hơi điện trở có cấu trúc đơn giản và chi phí thấp, phù hợp cho các vật liệu phủ có điểm nóng chảy thấp. Tuy nhiên, nhiệt độ gia nhiệt của nó bị hạn chế và không phù hợp với các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao.
• Nguồn bay hơi chùm tia điện tử: Sử dụng súng điện tử để phát ra các chùm tia điện tử năng lượng cao tập trung vào bề mặt vật liệu phủ để làm nóng vật liệu phủ. Nguồn bay hơi chùm tia điện tử có nhiệt độ gia nhiệt cao và có thể làm bay hơi hầu hết các kim loại và phi kim loại. Ngoài ra, chùm tia điện tử tập trung và diện tích gia nhiệt nhỏ, có thể tránh được sự ô nhiễm của lớp màng bởi vật liệu nồi nấu kim loại. Vì vậy, nó được sử dụng rộng rãi trong các máy phủ chân không dạng cuộn đòi hỏi các lớp màng có độ tinh khiết cao.
• Nguồn bay hơi cảm ứng: Nó sử dụng dòng điện cảm ứng tần số cao để tạo ra một từ trường xoay chiều, tạo ra dòng điện xoáy trong vật liệu phủ dẫn điện để làm nóng nó. Nguồn bay hơi cảm ứng có khả năng gia nhiệt đồng đều và hiệu suất cao, thích hợp cho các vật liệu phủ có độ dẫn điện tốt. Nó thường được sử dụng trong các máy phủ chân không dạng cuộn để sản xuất màng dẫn điện.
Thiết kế nguồn bay hơi trong máy phủ chân không dạng cuộn cần xem xét đến chiều rộng của màng. Đối với vật liệu màng có chiều rộng rộng, hệ thống bay hơi đa nguồn thường được sử dụng, trong đó nhiều nguồn bay hơi được bố trí dọc theo hướng chiều rộng của màng để đảm bảo độ dày màng đồng đều. Ngoài ra, khoảng cách giữa nguồn bay hơi và màng cũng ảnh hưởng đến chất lượng màng - khoảng cách quá ngắn sẽ dẫn đến độ dày màng không đồng đều, trong khi khoảng cách quá dài sẽ làm giảm tốc độ lắng đọng.
Lớp phủ phún xạ là một công nghệ phủ quan trọng khác trong máy phủ chân không dạng cuộn, thích hợp để lắng đọng màng cứng, màng phức hợp và màng nhiều lớp. Mục tiêu phún xạ là thành phần cốt lõi của hệ thống phủ phún xạ. Trong môi trường chân không cao, khí trơ được đưa vào buồng chân không của máy phủ chân không dạng cuộn và cuộn, và một điện áp cao được đặt giữa mục tiêu và màng để ion hóa khí trơ thành các ion. Các ion được gia tốc bởi điện trường và bắn phá bề mặt của mục tiêu, đồng thời các nguyên tử mục tiêu bị đánh bật ra và lắng đọng trên bề mặt của mạng để tạo thành một lớp màng. Hiệu suất của mục tiêu phún xạ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và tốc độ lắng đọng của lớp màng. Các thông số chính của mục tiêu phún xạ bao gồm:
• Độ tinh khiết của vật liệu: Độ tinh khiết của vật liệu mục tiêu phải cao, nếu không, tạp chất sẽ được đưa vào lớp màng, ảnh hưởng đến hiệu suất của màng. Ví dụ, trong sản xuất màng dẫn điện, độ tinh khiết của mục tiêu phải đạt mức cao để đảm bảo độ dẫn điện của màng.
• Mật độ: Mục tiêu có mật độ cao có cấu trúc đồng nhất và tốc độ phún xạ ổn định, tránh được việc hình thành các hạt trong quá trình phún xạ. Do đó, mục tiêu phún xạ của máy phủ chân không dạng cuộn thường được chế tạo bằng cách ép nóng hoặc thiêu kết để cải thiện mật độ của nó.
• Kích thước và hình dạng: Kích thước của mục tiêu được xác định bởi chiều rộng của màng. Đối với các máy phủ chân không dạng cuộn có chiều rộng rộng, các mục tiêu dải dài được sử dụng, được bố trí dọc theo hướng chiều rộng của bản bụng để đảm bảo độ dày màng đồng đều. Ngoài ra, hình dạng của mục tiêu cũng ảnh hưởng đến hiệu suất phún xạ—các mục tiêu hình trụ có diện tích phún xạ lớn hơn và tốc độ lắng đọng cao hơn, phù hợp với máy phủ chân không cuộn sang cuộn tốc độ cao.
Các loại công nghệ phún xạ phổ biến trong máy phủ chân không dạng cuộn bao gồm phún xạ DC, phún xạ RF và phún xạ magnetron. Trong đó phương pháp phún xạ magnetron được sử dụng rộng rãi nhất. Nó bổ sung thêm một từ trường gần mục tiêu để bẫy các electron, tăng tốc độ ion hóa của khí trơ và cải thiện tốc độ phún xạ. Mục tiêu phún xạ Magnetron được sử dụng rộng rãi trong sản xuất màng điện tử dẻo, màng trang trí và màng chắn chức năng.
Lắng đọng hơi hóa học là công nghệ phủ sử dụng các phản ứng hóa học để tạo ra các chất tạo màng trên bề mặt màng. Nó phù hợp để lắng đọng màng gốm và màng bán dẫn.
Thiết bị phản ứng của máy phủ chân không dạng cuộn chủ yếu bao gồm buồng phản ứng, hệ thống nạp khí và hệ thống gia nhiệt. Trong môi trường chân không, khí phản ứng được đưa vào buồng phản ứng và dưới tác dụng của nhiệt hoặc plasma, khí phản ứng trải qua các phản ứng hóa học để tạo ra các chất tạo màng rắn, lắng đọng trên bề mặt của mạng để tạo thành một lớp màng. Thiết bị phản ứng của máy phủ chân không dạng cuộn có yêu cầu cao về kiểm soát các điều kiện phản ứng. Nhiệt độ, áp suất và tốc độ dòng khí trong buồng phản ứng phải được kiểm soát chính xác để đảm bảo tính đồng nhất và độ tinh khiết của lớp màng. Ví dụ, trong sản xuất màng chắn cho bao bì thực phẩm, nhiệt độ phản ứng thường được kiểm soát trong một phạm vi nhất định và tốc độ dòng khí được điều chỉnh theo tốc độ phủ để đảm bảo hiệu suất rào cản của màng.
So với lớp phủ bay hơi và lớp phủ phún xạ, lắng đọng hơi hóa học có ưu điểm là độ bám dính màng tốt và độ dày màng đồng đều, nhưng tốc độ lắng đọng thấp hơn. Vì vậy, nó thường được sử dụng trong các máy phủ chân không dạng cuộn yêu cầu hiệu suất màng cao nhưng tốc độ sản xuất không cao, chẳng hạn như sản xuất màng bán dẫn cho thiết bị điện tử dẻo.
Quá trình phủ của máy phủ chân không dạng cuộn rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của lớp màng và độ ổn định của thiết bị. Hệ thống gia nhiệt và làm mát có nhiệm vụ điều chỉnh nhiệt độ buồng chân không, vật liệu màng và nguồn phủ để duy trì môi trường nhiệt độ ổn định cho quá trình phủ.
Hệ thống gia nhiệt của máy phủ chân không dạng cuộn chủ yếu có hai chức năng: làm nóng sơ bộ vật liệu dạng lưới và làm nóng buồng chân không.
• Làm nóng sơ bộ màng: Trước khi màng đi vào khu vực phủ, cần phải làm nóng sơ bộ để loại bỏ độ ẩm và các tạp chất dễ bay hơi trên bề mặt. Điều này không chỉ có thể cải thiện độ bám dính của lớp màng mà còn tránh tạo ra bong bóng trong lớp màng do sự bay hơi của hơi ẩm trong quá trình phủ. Quá trình làm nóng sơ bộ web thường được hoàn thành bằng một con lăn làm nóng trước hoặc một lò sưởi hồng ngoại được lắp đặt ở đầu cuộn của máy phủ chân không cuộn để cuộn. Nhiệt độ làm nóng trước được xác định bởi vật liệu của màng - ví dụ: nhiệt độ làm nóng trước của một số màng thường nằm trong một phạm vi nhất định, trong khi nhiệt độ làm nóng trước của lá kim loại có thể cao hơn.
• Gia nhiệt buồng chân không: Trong một số quy trình phủ, buồng chân không cần được gia nhiệt đến nhiệt độ nhất định để thúc đẩy phản ứng hóa học của vật liệu phủ. Việc sưởi ấm buồng chân không thường được thực hiện bằng áo sưởi hoặc thanh sưởi được lắp đặt trên thành ngoài của buồng. Áo sưởi được quấn quanh thành ngoài của buồng chân không và làm nóng buồng thông qua hệ thống sưởi điện; thanh gia nhiệt được đưa vào buồng và làm nóng trực tiếp môi trường bên trong. Nhiệt độ của buồng chân không được điều khiển bởi cảm biến nhiệt độ và bộ điều khiển, độ chính xác thường nằm trong phạm vi nhỏ.
Ngoài ra, nguồn bay hơi của máy phủ chân không dạng cuộn còn có hệ thống gia nhiệt tích hợp, dùng để làm nóng vật liệu phủ đến nhiệt độ bay hơi. Nhiệt độ gia nhiệt của nguồn bay hơi được điều khiển bằng cặp nhiệt điện hoặc nhiệt kế quang học, độ chính xác cần cao để đảm bảo tốc độ bay hơi ổn định.
Hệ thống làm mát của máy phủ chân không dạng cuộn được sử dụng để làm mát buồng chân không, nguồn phủ và màng phủ để tránh quá nhiệt.
• Làm mát buồng chân không: Trong quá trình hoạt động của máy phủ chân không dạng cuộn, bộ phận bơm chân không và nguồn phủ sẽ sinh ra rất nhiều nhiệt khiến nhiệt độ của buồng chân không tăng cao. Nếu nhiệt độ quá cao sẽ ảnh hưởng đến độ kín của buồng và độ ổn định của màng. Vì vậy, thành ngoài của buồng chân không thường được trang bị áo nước làm mát, nước làm mát được tuần hoàn để lấy đi nhiệt. Đối với máy phủ chân không dạng cuộn quy mô nhỏ, cũng có thể sử dụng làm mát bằng không khí, nhưng hiệu suất làm mát thấp hơn làm mát bằng nước.
• Làm mát nguồn lớp phủ: Nguồn lớp phủ sẽ sinh ra rất nhiều nhiệt trong quá trình phủ. Nếu nó không được làm mát kịp thời, vật liệu gốc sẽ bị hỏng và tốc độ phủ sẽ bị ảnh hưởng. Mục tiêu phún xạ thường được làm mát bằng cách làm mát bằng nước bên trong—nước làm mát chảy qua kênh làm mát bên trong mục tiêu để lấy đi nhiệt; nguồn bay hơi chùm tia điện tử được làm mát bằng cách làm mát bằng nước hoặc làm mát bằng dầu, và môi trường làm mát lưu thông qua áo làm mát của súng điện tử để ngăn súng điện tử quá nóng.
• Làm mát màng: Sau khi màng được phủ, nhiệt độ của màng sẽ tăng lên do nhiệt từ nguồn phủ. Nếu không được làm nguội kịp thời, màng có thể bị biến dạng và lớp màng có thể bị oxy hóa. Vì vậy, máy phủ chân không dạng cuộn thường được trang bị một con lăn làm mát ở lối ra của buồng chân không. Con lăn làm mát được đổ đầy nước làm mát bên trong và lớp phủ tiếp xúc chặt chẽ với con lăn làm mát để đạt được khả năng làm mát nhanh chóng.
Hệ thống sưởi ấm và làm mát của máy phủ chân không dạng cuộn là một hệ thống điều khiển vòng kín. Cảm biến nhiệt độ thu thập tín hiệu nhiệt độ theo thời gian thực và gửi đến bộ điều khiển. Bộ điều khiển điều chỉnh công suất gia nhiệt hoặc tốc độ dòng của môi chất làm mát theo nhiệt độ cài đặt để đảm bảo độ ổn định nhiệt độ của từng bộ phận.
Hệ thống điều khiển là “bộ não” của máy phủ chân không dạng cuộn, có chức năng tích hợp và điều khiển tất cả các bộ phận để đảm bảo sự phối hợp hoạt động của toàn bộ thiết bị. Tính chất tiên tiến và tính ổn định của hệ thống điều khiển trực tiếp xác định mức độ tự động hóa, hiệu quả sản xuất và chất lượng lớp phủ của máy phủ chân không dạng cuộn.
Phần cứng của hệ thống điều khiển của máy phủ chân không dạng cuộn chủ yếu bao gồm bộ điều khiển logic khả trình, giao diện người-máy, cảm biến và bộ truyền động.
• Bộ điều khiển logic khả trình: Là cốt lõi của hệ thống điều khiển, nó chịu trách nhiệm xử lý các tín hiệu đầu vào khác nhau và gửi tín hiệu điều khiển đến các bộ truyền động. Bộ điều khiển logic lập trình của máy phủ chân không dạng cuộn thường áp dụng thiết kế mô-đun, có thể mở rộng điểm đầu vào/đầu ra tùy theo số lượng linh kiện. Máy phủ chân không dạng cuộn tiên tiến sử dụng bộ điều khiển logic lập trình cấp công nghiệp với độ tin cậy cao và tốc độ phản hồi nhanh.
• Giao diện người-máy: Là giao diện vận hành giữa người vận hành và máy phủ chân không dạng cuộn sang cuộn. Nó thường là một màn hình cảm ứng, qua đó người vận hành có thể thiết lập các thông số quy trình, theo dõi trạng thái vận hành của thiết bị và xem thông tin lỗi. Giao diện người-máy của máy phủ chân không dạng cuộn có thiết kế thân thiện với người dùng—các thông số chính được hiển thị theo thời gian thực với giao diện kỹ thuật số hoặc đồ họa, đồng thời các lời nhắc lỗi rõ ràng và dễ hiểu, thuận tiện cho người vận hành vận hành và bảo trì.
• Cảm biến: Cảm biến là “con mắt” của hệ thống điều khiển, thu thập các thông số quy trình khác nhau của máy phủ chân không từ cuộn sang cuộn trong thời gian thực. Các cảm biến phổ biến bao gồm cảm biến chân không để phát hiện mức độ chân không của buồng, cảm biến độ căng để phát hiện độ căng của màng, cảm biến nhiệt độ để phát hiện nhiệt độ của nguồn phủ và màng và cảm biến độ dày màng để phát hiện độ dày của lớp màng. Độ chính xác của cảm biến ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác điều khiển của máy phủ chân không dạng cuộn—ví dụ: độ chính xác của cảm biến độ dày màng phải nằm trong phạm vi nhỏ để đảm bảo tính đồng nhất của độ dày màng.
• Bộ truyền động: Bộ truyền động là những “cánh tay” của hệ thống điều khiển, thực hiện các tín hiệu điều khiển được gửi bởi bộ điều khiển logic khả trình. Các bộ truyền động phổ biến bao gồm động cơ servo để điều khiển cơ cấu tháo cuộn và cuộn dây, động cơ bước để điều chỉnh vị trí của nguồn phủ, van điện từ để kiểm soát dòng khí và bộ biến tần để điều chỉnh tốc độ của bơm chân không. Tốc độ phản hồi và độ chính xác của bộ truyền động rất quan trọng đối với sự ổn định của máy phủ chân không dạng cuộn—ví dụ, mô tơ servo để điều khiển lực căng cần phải có thời gian phản hồi nhanh để đối phó với những biến động lực căng nhanh chóng.
Phần mềm của hệ thống điều khiển của máy phủ chân không dạng cuộn là “linh hồn” của hệ thống, thực hiện việc điều khiển logic, quản lý quy trình và chẩn đoán lỗi của thiết bị.
• Điều khiển logic: Phần mềm điều khiển hoạt động tuần tự của từng bộ phận của máy phủ chân không dạng cuộn sang cuộn. Ví dụ, trước khi bắt đầu quá trình phủ, trước tiên phần mềm sẽ điều khiển bộ phận bơm chân không để hút không khí trong buồng đến mức chân không mục tiêu; sau đó khởi động hệ thống vận chuyển web để web chạy ở tốc độ không đổi; cuối cùng khởi động hệ thống nguồn phủ để bắt đầu quá trình phủ. Trong quá trình phủ, phần mềm sẽ điều chỉnh các thông số của từng thành phần theo thời gian thực theo tín hiệu được thu thập bởi cảm biến—ví dụ: nếu cảm biến độ căng phát hiện thấy độ căng của màng quá cao, phần mềm sẽ giảm tốc độ cuộn dây để giảm độ căng.
• Quản lý quy trình: Phần mềm có thể lưu trữ nhiều bộ thông số quy trình cho các yêu cầu lớp phủ khác nhau. Người vận hành có thể gọi bộ thông số tương ứng tùy theo nhiệm vụ sản xuất, giúp đơn giản hóa thao tác và đảm bảo tính nhất quán của chất lượng lớp phủ. Ngoài ra, phần mềm có thể ghi lại dữ liệu sản xuất của máy phủ chân không dạng cuộn, thuận tiện cho việc truy xuất nguồn gốc và phân tích chất lượng.
• Chẩn đoán lỗi: Phần mềm có chức năng chẩn đoán lỗi, theo dõi trạng thái hoạt động của từng bộ phận theo thời gian thực. Nếu xảy ra lỗi, phần mềm sẽ ngay lập tức gửi tín hiệu cảnh báo đến giao diện người-máy, hiển thị vị trí và nguyên nhân lỗi, đồng thời thực hiện các biện pháp bảo vệ tương ứng để tránh làm thiết bị hư hỏng thêm. Chức năng chẩn đoán lỗi của máy phủ chân không dạng cuộn có thể rút ngắn đáng kể thời gian bảo trì và cải thiện tỷ lệ sử dụng thiết bị.
Trong một số quy trình phủ của máy phủ chân không dạng cuộn, cần đưa một loại khí nhất định vào buồng chân không để tham gia phản ứng phủ hoặc điều chỉnh mức độ chân không. Hệ thống kiểm soát khí có nhiệm vụ cung cấp khí có độ tinh khiết cao và kiểm soát tốc độ dòng khí và áp suất để đảm bảo sự ổn định của quá trình phủ và chất lượng của lớp màng.
Hệ thống cung cấp khí của máy phủ chân không dạng cuộn chủ yếu bao gồm bình chứa khí, bộ lọc khí và van giảm áp.
• Bình gas: Bình gas chứa khí cần thiết cho quá trình phủ. Khí trong xi lanh phải có độ tinh khiết cao để tránh tạp chất ảnh hưởng đến chất lượng màng. Ngoài ra, các bình gas còn được trang bị đồng hồ đo áp suất để theo dõi lượng gas còn lại.
• Bộ lọc khí: Bộ lọc khí dùng để loại bỏ các tạp chất trong khí. Khí từ xi lanh có thể chứa các tạp chất dạng vết, các tạp chất này sẽ lắng đọng trên bề mặt của màng hoặc nguồn phủ trong quá trình phủ, dẫn đến khuyết tật màng. Vì vậy, máy phủ chân không dạng cuộn thường được trang bị bộ lọc nhiều giai đoạn để đảm bảo độ tinh khiết của khí.
• Van giảm áp: Van giảm áp làm giảm áp suất cao của khí trong xi lanh xuống mức áp suất thấp phù hợp cho quá trình phủ. Áp suất của khí trong xi lanh thường cao, trong khi áp suất cần thiết cho quá trình phủ thường thấp. Van giảm áp có thể ổn định áp suất đầu ra, tránh biến động áp suất ảnh hưởng đến tốc độ dòng khí.
Hệ thống kiểm soát lưu lượng khí là cốt lõi của hệ thống kiểm soát khí của máy phủ chân không dạng cuộn, giúp kiểm soát tốc độ dòng khí đi vào buồng chân không. Độ chính xác của tốc độ dòng khí ảnh hưởng trực tiếp đến độ dày và thành phần màng - ví dụ, trong sản xuất màng dẫn điện bằng phương pháp phủ phún xạ, tỷ lệ tốc độ dòng khí khác nhau quyết định điện trở suất của màng. Các thiết bị kiểm soát lưu lượng khí phổ biến trong máy phủ chân không dạng cuộn bao gồm:
• Bộ điều khiển lưu lượng khối: Đây là thiết bị điều khiển lưu lượng có độ chính xác cao, kiểm soát tốc độ dòng khí bằng cách đo lưu lượng khối của khí. Nó có độ chính xác điều khiển cao và tốc độ phản hồi nhanh, phù hợp cho các máy phủ chân không dạng cuộn yêu cầu kiểm soát chính xác tốc độ dòng khí. Nó có thể được hiệu chuẩn cho các loại khí khác nhau và có khả năng tương thích tốt.
• Van kim: Van kim điều khiển lưu lượng khí bằng cách điều chỉnh độ mở của lõi van. Nó có cấu trúc đơn giản và chi phí thấp, nhưng độ chính xác điều khiển thấp, phù hợp cho các máy phủ chân không dạng cuộn có yêu cầu thấp về kiểm soát dòng khí.
Hệ thống kiểm soát lưu lượng khí của máy phủ chân không dạng cuộn là một hệ thống vòng kín. Bộ điều khiển lưu lượng lớn hoặc van kim điều chỉnh tốc độ dòng khí theo tín hiệu điều khiển được gửi bởi bộ điều khiển logic lập trình và cảm biến lưu lượng phát hiện tốc độ dòng chảy thực tế và đưa nó trở lại bộ điều khiển logic khả trình để tạo thành điều khiển vòng kín, đảm bảo sự ổn định của tốc độ dòng khí.
Hệ thống xả khí được sử dụng để xả khí thừa trong buồng chân không của máy phủ chân không dạng cuộn sang cuộn để duy trì sự ổn định của độ chân không. Nó thường bao gồm một bộ phận bơm chân không và bẫy khí. Bẫy khí được lắp đặt giữa buồng chân không và bơm chân không, có tác dụng thu giữ khí ngưng tụ trong khí thải để tránh làm nhiễm bẩn bơm chân không. Ví dụ, trong lớp phủ bay hơi của màng kim loại, bẫy khí có thể thu giữ hơi kim loại dư thừa, ngăn không cho nó đi vào bơm khuếch tán và ảnh hưởng đến hiệu suất bơm.
7. Phối hợp và vận hành các bộ phận trong máy phủ chân không dạng cuộn
Máy phủ chân không dạng cuộn là một hệ thống phức tạp bao gồm nhiều bộ phận và hoạt động phối hợp của từng bộ phận là chìa khóa để đảm bảo sản xuất ổn định. Quy trình vận hành điển hình của máy phủ chân không dạng cuộn như sau:
Việc lựa chọn các thành phần cho máy phủ chân không dạng cuộn cần phải dựa trên yêu cầu sản xuất để đảm bảo hiệu suất và hiệu quả chi phí của thiết bị.
• Hệ thống chân không: Đối với các máy phủ chân không dạng cuộn yêu cầu độ chân không cao nên lựa chọn bộ phận bơm phân tử; đối với sản xuất màng kim loại nói chung, có thể chọn bộ bơm khuếch tán để giảm chi phí.
• Hệ thống vận chuyển web: Đối với các vật liệu web mỏng và dễ biến dạng, nên chọn hệ thống kiểm soát lực căng điều khiển bằng động cơ servo và con lăn dẫn hướng có độ chính xác cao; đối với các vật liệu web có chiều rộng rộng, nên chọn hệ thống con lăn đa hướng và thiết bị điều chỉnh độ lệch kép.
• Hệ thống nguồn phủ: Để sản xuất màng kim loại, có thể chọn nguồn bay hơi; để sản xuất màng ghép, nên chọn mục tiêu phún xạ; để sản xuất màng gốm, nên chọn thiết bị phản ứng.
• Hệ thống điều khiển: Đối với các máy phủ chân không dạng cuộn tốc độ cao và độ chính xác cao, nên chọn bộ điều khiển logic lập trình cấp công nghiệp và hệ thống servo phản hồi cao; đối với sản xuất quy mô nhỏ, có thể chọn bộ điều khiển logic khả trình đa năng và hệ thống động cơ bước để giảm chi phí.
8.2 Bảo trì thành phần
Việc bảo trì thường xuyên các bộ phận của máy phủ chân không dạng cuộn là rất quan trọng để kéo dài tuổi thọ của thiết bị và đảm bảo sản xuất ổn định.
• Hệ thống chân không: Thường xuyên kiểm tra mức dầu, chất lượng dầu của bơm cơ khí và thay dầu định kỳ; làm sạch bộ lọc của bơm phân tử thường xuyên; thường xuyên kiểm tra độ kín của buồng chân không và thay thế vòng chữ O nếu có rò rỉ khí.
• Hệ thống vận chuyển web: Thường xuyên làm sạch bề mặt con lăn dẫn hướng để tránh nhiễm bẩn; kiểm tra cảm biến lực căng thường xuyên và hiệu chỉnh nếu có sai lệch; bôi trơn thường xuyên ổ trục của cơ cấu tháo cuộn và cuộn dây.
• Hệ thống nguồn phủ: Làm sạch nồi chứa nguồn bay hơi sau mỗi mẻ sản xuất để loại bỏ vật liệu phủ còn sót lại; thường xuyên kiểm tra độ mòn của mục tiêu phún xạ và thay thế mục tiêu khi độ mòn đạt đến một mức nhất định; thường xuyên vệ sinh bộ lọc khí của thiết bị phản ứng.
• Hệ thống điều khiển: Thường xuyên sao lưu các tham số quy trình và chương trình của bộ điều khiển logic khả trình để tránh mất dữ liệu; vệ sinh màn hình giao diện người - máy thường xuyên để tránh bụi ảnh hưởng đến hoạt động; kiểm tra hệ thống dây điện của cảm biến và bộ truyền động thường xuyên để đảm bảo tiếp xúc tốt.
9. Phát triển trong tương lai
Xu hướng linh kiện trong máy phủ chân không dạng cuộn Với sự phát triển không ngừng của các ngành công nghiệp như điện tử linh hoạt, năng lượng mới và bao bì tiên tiến, máy phủ chân không dạng cuộn đang hướng tới tốc độ cao hơn, độ chính xác cao hơn và thông minh hơn, đồng thời các thành phần của nó cũng đang phải đối mặt với các xu hướng phát triển mới.
• Linh kiện thông minh: Hệ thống điều khiển của máy phủ chân không dạng cuộn sẽ áp dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo để thực hiện điều khiển thích ứng các thông số quy trình. Ví dụ, hệ thống AI có thể tự động điều chỉnh mức độ chân không, tốc độ phủ và tốc độ dòng khí theo dữ liệu thời gian thực về độ dày, độ căng và nhiệt độ màng, cải thiện tính ổn định của chất lượng lớp phủ. Ngoài ra, các cảm biến sẽ phát triển theo hướng thu nhỏ và tích hợp, các cảm biến đa chức năng sẽ được sử dụng rộng rãi để giảm số lượng linh kiện và nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
• Linh kiện hiệu suất cao: Bộ phận bơm chân không sẽ phát triển theo hướng tốc độ bơm cao và tiêu thụ năng lượng thấp. Ví dụ, loại máy bơm cuộn khô mới không gây ô nhiễm dầu và hiệu suất bơm cao, phù hợp với máy phủ chân không dạng cuộn thân thiện với môi trường; mục tiêu phún xạ sẽ phát triển theo hướng mật độ cao và tuổi thọ dài, còn mục tiêu tổng hợp có thể cải thiện tốc độ phún xạ và giảm chi phí sản xuất. Ngoài ra, hệ thống vận chuyển web sẽ sử dụng hệ thống điều khiển động cơ tuyến tính, có tốc độ và độ chính xác cao hơn, đồng thời có thể đáp ứng các yêu cầu của máy phủ chân không cuộn để cuộn tốc độ cao.
• Linh kiện thân thiện với môi trường: Với yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng tăng, các linh kiện của máy phủ chân không dạng cuộn sẽ chú ý hơn đến việc bảo vệ môi trường. Ví dụ, máy bơm chân không sẽ sử dụng dầu bôi trơn thân thiện với môi trường, có khả năng phân hủy sinh học và không độc hại; nguồn sơn sẽ phát triển theo hướng công nghệ sơn nhiệt độ thấp, giảm tiêu thụ năng lượng và khí thải; hệ thống kiểm soát khí sẽ áp dụng hệ thống thu hồi khí khép kín, có thể tái chế lượng khí dư thừa để giảm lãng phí khí và ô nhiễm môi trường.
Máy phủ chân không dạng cuộn là một thiết bị phức tạp có độ chính xác cao bao gồm nhiều bộ phận cốt lõi. Mỗi thành phần đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phủ. Hệ thống chân không tạo ra môi trường chân không cần thiết cho lớp phủ; hệ thống truyền tải web đảm bảo web hoạt động ổn định; hệ thống nguồn phủ thực hiện sự lắng đọng của lớp màng; hệ thống sưởi ấm và làm mát duy trì môi trường nhiệt độ ổn định; hệ thống điều khiển phối hợp hoạt động của tất cả các bộ phận; hệ thống kiểm soát khí đảm bảo độ tinh khiết và ổn định của khí phủ.
Hiểu chức năng, nguyên lý làm việc và phương pháp bảo trì của các bộ phận này là điều cần thiết đối với các chuyên gia tham gia sản xuất, mua sắm và bảo trì máy phủ chân không dạng cuộn. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, các bộ phận của máy sơn chân không dạng cuộn sẽ trở nên thông minh hơn, hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường hơn, thúc đẩy máy sơn chân không dạng cuộn đóng vai trò quan trọng hơn trong ngành sản xuất công nghệ cao. Cho dù bạn đang tối ưu hóa các thông số quy trình của máy phủ chân không dạng cuộn hiện có hay chọn máy phủ chân không dạng cuộn để cuộn mới, sự hiểu biết sâu sắc về các thành phần của nó sẽ giúp bạn đưa ra quyết định khoa học hơn và đạt được kết quả sản xuất tốt hơn.
Liên hệ Vua sư tử Hồ Bắc:
Tên công ty: Công ty TNHH Công nghệ chân không Hồ Bắc Lion King
Địa chỉ: Số 3, Tầng 17, Phòng 1, Tòa nhà 03, Giai đoạn II, Biệt thự Jinmao, Shoukai OCT, Đường Hexie, Quận Hồng Sơn, Thành phố Vũ Hán, Tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc
Liên hệ: Miss Lily/Kinh doanh ngoại thương
Di động/WhatsApp/Wechat: 86 15827488197/86 15071223011
Email: Lily@lionpvd.com
Trang web: www.vacuum-coatingmachines.com
Hãy chọn Lion King—đối tác phủ chân không đáng tin cậy của bạn!
Liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào
