WYM系列彎月面涂膜設(shè)備
彎月面涂膜設(shè)備是我公司專(zhuān)屬研發(fā)的高精度高自動(dòng)化涂膜系列化設(shè)備，我公司擁有相關(guān)專(zhuān)利。產(chǎn)品采用三維立體設(shè)計(jì)軟件?；O(shè)計(jì)；嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)論證，精細(xì)化的實(shí)施方案，將每一個(gè)環(huán)節(jié)均作了充分的對(duì)比，優(yōu)中擇優(yōu)，特別是采用整體式高強(qiáng)度穩(wěn)定性好的大理石作為設(shè)備的底座，使它具有足夠的剛性、良好的吸振性和熱穩(wěn)定性；采用進(jìn)口高精密直線電機(jī)模組單元，使其在行走運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，保持良好涂膜平穩(wěn)性；各部分的關(guān)鍵傳動(dòng)件支撐件均采用高精度研磨級(jí)絲杠導(dǎo)軌，在恒溫、凈化環(huán)境下裝配，并經(jīng)過(guò)精密測(cè)試，可保證設(shè)備在低速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)及高剛性能，且精度保持性好，配備PLC,采用高精度自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)的高階泛用型控制器，該控制器具備強(qiáng)大定位控制功能，可同時(shí)支持多達(dá)多軸脈波控制；可實(shí)現(xiàn)單面單層涂膜，單面多層涂膜等的多種涂膜工藝需求。是一種高效、高精度、能產(chǎn)生良好具有競(jìng)爭(zhēng)力的涂膜設(shè)備，其涂膜后的光學(xué)性質(zhì)離散率低于0.1%.
01、背景技術(shù)
目前許多大口徑光開(kāi)關(guān)器件、光學(xué)鏡頭、光學(xué)顯示器等均需要涂制特殊的膜層來(lái)改變表面性質(zhì)，如改變通光率(增透膜或高反膜）、改變耐磨擦性延長(zhǎng)材料使用壽命、改變器件表面擴(kuò)散性能提高器件抗激光性能等，有的需要單面多層膜，有的需要雙面異質(zhì)膜。在工業(yè)上涂制膜層的主要方法目前依然是物理法占主流地位，如磁控濺射法，但是物理法主要缺點(diǎn)就是能耗大，需要在真空環(huán)境中進(jìn)行。而濕化學(xué)法恰好克服這一大缺點(diǎn)，低能耗在常壓下就可以施行涂膜，目前有提拉法，但是不能涂制單面膜，連續(xù)涂膜在一定基礎(chǔ)上也受設(shè)備限制；旋涂法雖能涂制單面膜，但是無(wú)法涂制大口徑均勻單面膜，并且無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)涂膜。因此只有彎月面涂膜技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這些要求，然而在連續(xù)式生產(chǎn)這方面還是受限制，目前還沒(méi)有連續(xù)式生產(chǎn)高質(zhì)量涂膜產(chǎn)品的彎月面涂膜設(shè)備出現(xiàn)。
02、彎月面鍍膜原理
彎月面鍍膜原理如下圖。光學(xué)基片的待鍍表面向下，在膠泵的泵送下，溶膠經(jīng)過(guò)輸送管道進(jìn)入噴膠管內(nèi)部，然后透過(guò)噴膠管的管壁，在噴膠管的出口形成了均勻向上的溶膠層流。基片的鍍膜面與噴膠管外表面最高點(diǎn)之間的距離大約為200 μm，當(dāng)基片在電機(jī)帶動(dòng)下水平勻速平穩(wěn)地經(jīng)過(guò)噴膠管上方的時(shí)候，鍍膜表面和噴膠管之間就形成了持續(xù)穩(wěn)定的溶膠彎月面。隨著基片的前進(jìn)，溶膠彎月面就在待鍍表面上涂布出一層均勻的溶膠液體膜。然后，在適當(dāng)?shù)臈l件下干燥，加速溶膠液中溶劑的蒸發(fā)，最終在基片表面就形成一層均勻的凝膠薄膜。多余的溶膠由噴膠管外表面的下向?qū)恿魇占交厥詹劾?，接著，?jīng)過(guò)回收管道回流到儲(chǔ)膠筒，重新參加鍍膜過(guò)程。用于鍍膜的膠體放置在合適儲(chǔ)液箱中，利用離心電機(jī)使膠體在噴膠管形成彎月面，使鍍膜基片平穩(wěn)平移鍍膜。
為了獲得幾種不同性能的膜層，可以增設(shè)噴膠管。同理，為了得到多層薄膜，可以在薄膜經(jīng)過(guò)干燥處理以后，使基片再次水平經(jīng)過(guò)噴膠管上方，重復(fù)上述鍍膜步驟，直到獲得理想的薄膜層數(shù)。這種鍍膜方法可以循環(huán)利用膠體，使膠體的損耗低至5%。所得薄膜厚度由以下公式計(jì)算：
其中，s為元件引導(dǎo)速度，η為膠體粘度，ρ為膠體密度，g為重力常數(shù)，σ為表面張力，α為元件彎月面張角，Qη為體積流量，準(zhǔn)確地控制每層化學(xué)膜的厚度是制備多層膜的關(guān)鍵，一般膜層厚度的允許誤差小于2%，該設(shè)備中膜層厚度操作主要由以下參數(shù)進(jìn)行控制：元件移動(dòng)速度；元件與液面距離；膠體泵壓；元件類(lèi)型；薄膜材料類(lèi)型；膠體粘度；以及元件溫度：溫度越高薄膜越薄。實(shí)驗(yàn)中采用在線光纖干涉儀對(duì)膜層厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使用輪廓儀離線測(cè)量薄膜粗糙度。
03、研發(fā)成果
A大尺寸彎月面鍍膜機(jī)
