Uzwojenie próżniowe i technologia powlekania
May 18, 2019| Uzwojenie próżniowe i technologia powlekania
W niniejszym opracowaniu dokonano przeglądu technologii powlekania z nawijaniem próżniowym pod kątem struktury systemu, kontroli parametrów i metod powlekania. Zgodnie ze strukturą, można go podzielić na jednokomorowy, dwukomorowy i wielokomorowy system nawijania próżniowego, dwa ostatnie mogą rozwiązać problem rozwijania i opróżniania i odpowiednio kontrolować stopień próżni uzwojenia i komory powlekania. Stożkowe, pośrednie i bezpośrednie modele kontroli napięcia uzwojenia mogą rozwiązać problemy zwijania się folii i nierównomiernego rozkładu siły promieniowej. Do pośredniej kontroli napięcia nie jest potrzebny czujnik, który można zastąpić konwerterem wektorowym z wbudowanym modułem kontroli napięcia. Bezpośrednia kontrola napięcia dokładnie mierzy wartość napięcia przez czujnik naprężenia, ale wymaga różnych parametrów, takich jak moment bezwładności i prędkość kątowa. Powlekanie próżniowe zwijania obejmuje głównie odparowanie próżniowe, rozpylanie magnetronowe i inne metody, które można wykorzystać do przygotowania nowego wysokiego współczynnika załamania światła filmy, nanomateriały, takie jak grafen i urządzenia półprzewodnikowe, takie jak elastyczne ogniwa słoneczne. Biorąc pod uwagę status badań technologii powlekania z uzwojeniem próżniowym oraz problemy związane z przejściem na industrializację, w końcu dokonano krótkiej analizy i perspektywy.
Próżniowa powłoka zwijająca (roll to roll) to technologia umożliwiająca ciągłe powlekanie elastycznego podłoża różnymi metodami w próżni. Obejmuje gromadzenie próżni, sterowanie elektromechaniczne, transmisję z wysoką precyzją i analizę powierzchni. Kluczową kwestią jest poprawa współczynnika nawijania, kontrola stabilności powłoki i wdrożenie monitorowania on-line w celu zagwarantowania jakości powłoki. Zalety technologii Roll-to-Roll mają niski koszt, łatwa obsługa, kompatybilność z elastycznym podłożem, wysoka wydajność i ciągła wielowarstwowa powłoka. Pierwsza maszyna do nawijania i powlekania próżniowego odparowywania została wyprodukowana w 1935 roku, a teraz szerokość poszycia może wynosić od 500 do 2500 mm. W ostatnich latach zastosowanie technologii roll-to-roll stopniowo rozszerzyło się z folii opakowaniowej i dekoracyjnej na laserową folię przeciw fałszowaniu, folię przewodzącą i inną folię funkcjonalną, która jest jedną z głównych technologii w przyszłym elastycznym przemyśle elektronicznym.
1. Klasyfikacja urządzeń do nawijania próżniowego i powlekania
Cewka próżniowa do cewek składa się z pomp próżniowych, uzwojeń, powłok i elektrycznych systemów sterowania. Zgodnie z komorą próżniową bez przegrody można ją podzielić na jednokomorową, dwukomorową i wielokomorową. Rolki jednokomorowe i rolki w tym samym pomieszczeniu, prosta konstrukcja, ale rozwijające się powietrze będą zanieczyszczać środowisko próżniowe. Konstrukcja dwukomorowa dzieli system na komorę uzwojenia i powlekania z płytą przegrody, a szczelina między walcem a płytą przegrody wynosi około 1,5 mm, co pozwala uniknąć podobnego problemu z opróżnianiem. Wielokomorowy jest często używany do przygotowania filmów kompozytowych. Na podstawie dwukomorowych sąsiednich obszarów powłoki są oddzielone przegrodami, aby uniknąć zakłóceń. Na przykład Krebs i in. naprawiono przegrodę tułowia Flexibles AB z tuńczyka między dwoma tarczami rozpylającymi magnetron i powleczoną 50 m warstwą miedzi po obu stronach płyty.
Im mniejsza szczelina między przegrodą a ścianą komory próżniowej, tym lepiej. Zgodnie z rolką powlekającą działanie dzieli się na pojedynczą rolkę główną i wielozadaniową maszynę do powlekania rolek. W zależności od liczby silników można go podzielić na dwa silniki, trzy silniki i cztery silniki.
2. podsumowanie i perspektywy
3. Ze względu na dużą powierzchnię, niski koszt, ciągłość i inne cechy, powlekanie próżniowe z nawijaniem ma wielką zaletę w stosunku do powlekania przerywanego i jest szeroko poruszane przez naukowców i przedsiębiorstwa w kraju i za granicą. Obecnie technologia zwijania i powlekania osiągnęła szybki postęp i rozwiązała problemy takie jak drążone linie, białe paski i fałdy. Został wykorzystany do przygotowania nowych funkcjonalnych mediów i urządzeń, takich jak grafen, organiczne ogniwa słoneczne i przezroczyste folie przewodzące. Dlatego też stawia się wyższe wymagania w odniesieniu do procesu wytwarzania folii i jakości tworzenia folii. Główna pompa jednostki próżniowej jest rozwinięta z pompy o dużej prędkości pompowania dyfuzora do bezolejowej pompy molekularnej o ultrawysokiej próżni i pompy kriogenicznej, a maszyna do powlekania z podwójnym chłodzeniem z dużym kątem opasania została opracowana w celu zmniejszenia odkształcenie rozciągające folii. Model zwijania uwzględniający napięcie indukowane szczypaniem i nieliniowy model dynamiczny z jednym przęsłem są szeroko stosowane w kontroli napięcia.
Obecnie należy poprawić precyzyjną kontrolę nawijania i powlekania. Na przykład, gdy grafen jest przenoszony, trudno jest całkowicie usunąć klej pirolityczny między podłożem a grafenem, a naprężenie ścinające spowodowane nadmierną prędkością uzwojenia lub twardym podłożem spowoduje pęknięcia lub dziury w warstwie grafenu. W innym przykładzie, defekty powierzchni folii organicznej wytworzonej przez nawijanie próżniowe są liczne i ruchliwość nośnika jest niska, co ma poważny wpływ na właściwości fotoelektryczne urządzenia. W przyszłości należy dodać jednostki pomiarowe i kontrolne, takie jak naprężenia folii, a technologie tworzenia folii, takie jak CVD, platerowanie jonowe, elektrostatyczne wirowanie wysokonapięciowe, wtrysk próżniowy i polimeryzacja in situ, powinny być zintegrowane w celu zapewnienia gwarancji opracowanie nowych organicznych i nieorganicznych kompozytowych folii funkcjonalnych i urządzeń.