實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)涂膜機(jī)通過精密機(jī)械控制、自動(dòng)化涂布參數(shù)調(diào)節(jié)與多系統(tǒng)協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)基材表面薄膜的均勻制備,其核心原理可拆解為以下技術(shù)環(huán)節(jié):
一、核心驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):電機(jī)與傳動(dòng)控制
電機(jī)驅(qū)動(dòng):采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)作為動(dòng)力源,通過數(shù)字信號(hào)精確控制涂布頭的運(yùn)動(dòng)速度(如0-180mm/s可調(diào))和方向。例如,某型號(hào)涂膜機(jī)通過伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)涂布速度誤差<1%,確保不同批次實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu):進(jìn)口鋼桿或高精度導(dǎo)軌替代傳統(tǒng)皮帶傳動(dòng),減少機(jī)械振動(dòng)對(duì)涂布均勻性的影響。如某機(jī)型采用中國臺(tái)灣上銀導(dǎo)軌,配合線性運(yùn)動(dòng)模塊,使涂布頭移動(dòng)平穩(wěn)性提升50%。
二、涂布參數(shù)自動(dòng)化調(diào)節(jié)
厚度控制:
線棒/刮刀組合:通過數(shù)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)線棒直徑(如Φ8mm、Φ12mm)或刮刀角度(0-15°可調(diào)),控制濕膜厚度(范圍0.1-2000μm)。例如,制備鋰電池極片時(shí),刮刀壓力可精確至0.01MPa,確保漿料涂布厚度偏差<±2μm。
狹縫涂布技術(shù):部分高端機(jī)型配備非接觸式狹縫涂布頭,通過調(diào)節(jié)進(jìn)料壓力(0.1-0.5MPa)和狹縫間隙(10-50μm),實(shí)現(xiàn)納米級(jí)涂層制備(如氫燃料電池膜電極涂布)。
速度與行程控制:
涂布速度通過數(shù)控面板無級(jí)調(diào)速(如1-50mm/s),適應(yīng)不同粘度材料(如硅膠溶液需低速涂布以避免氣泡)。
行程長度可定制(如250mm標(biāo)準(zhǔn)行程,擴(kuò)展至550mm),滿足大尺寸基材(如A3紙、銅箔)的涂布需求。
三、基材固定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)
真空吸附平臺(tái):
微孔陶瓷真空盤產(chǎn)生≥0.08MPa吸附力,固定柔軟或薄型基材(如鋁箔、PET膜),防止涂布過程中基材翹曲。例如,某機(jī)型真空系統(tǒng)可在0.5秒內(nèi)完成基材吸附,效率提升80%。
運(yùn)動(dòng)模式:
基材可靜止(涂布頭移動(dòng))或移動(dòng)(涂布頭固定),通過伺服電機(jī)控制運(yùn)動(dòng)速度與方向,實(shí)現(xiàn)單向或往復(fù)涂布。例如,制備光學(xué)薄膜時(shí),往復(fù)涂布可消除涂層條紋,提高均勻性。
四、材料供給與干燥系統(tǒng)
供料控制:
伺服計(jì)量泵精確控制膠體流量(如0.1-10mL/min),避免材料浪費(fèi)。例如,涂布光刻膠時(shí),流量精度達(dá)±0.01mL,確保涂層厚度一致性。
干燥與固化:
集成強(qiáng)風(fēng)循環(huán)烘干箱或紅外加熱模塊,溫度控制范圍RT-200℃,精度±1℃。例如,硅膠薄膜涂布后需在80℃下固化30分鐘,干燥系統(tǒng)可縮短至10分鐘,同時(shí)避免涂層開裂。
五、智能化與原位監(jiān)測(cè)
AI算法優(yōu)化:
部分機(jī)型搭載機(jī)器學(xué)習(xí)模型,根據(jù)材料粘度、基材類型自動(dòng)推薦涂布參數(shù)(如速度、壓力)。例如,某設(shè)備通過歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練,使新用戶參數(shù)設(shè)置時(shí)間從30分鐘縮短至5分鐘。
原位監(jiān)測(cè)反饋:
激光位移傳感器或光譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)涂層厚度(如每秒采集100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)),通過閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整涂布參數(shù)。例如,在涂布過程中檢測(cè)到厚度偏差>5%時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)修正刮刀壓力或供料流量。