W ostatnich latach, wraz z szybkim rozwojem przemysłu nowej energii i ciągłym rozwojem przemysłu elektroniki precyzyjnej, obejmującego elektrody akumulatorów litowo-jonowych, elektrody ogniw paliwowych wodorowych, elastyczne ogniwa słoneczne, folie optyczne różnych wyświetlaczy płaskich, elastyczne płytki drukowane itp., stawiane są coraz wyższe wymagania technologii powlekania i procesom powlekania, a obszar zastosowań technologii precyzyjnego powlekania stale się rozszerza.
Sprzęt do powlekania
Postęp techniczny urządzeń do powlekania obejmuje głównie cztery aspekty: technologię powlekania, technologię naprężania, technologię korekcji odchyleń i technologię suszenia.
Technologia powlekania:Musi spełniać wymagania produkcyjne dotyczące różnych grubości. Teraz grubość dodatniej folii aluminiowej baterii litowej wynosi zaledwie 6-8 mikronów, a grubość ujemnej folii miedzianej baterii litowej wynosi zaledwie 4.5-6 mikronów. Powłoka membrany ma grubość zaledwie kilku mikronów, a powłoka grafenowa jest jeszcze cieńsza. Różne grubości wymagają również opracowania różnych metod powlekania dla klientów, aby zapewnić, że grubość powłoki zawiesiny jest kontrolowana poniżej 2 mikronów.
Technologia napinania:Gdy wstęga przesuwa się wzdłuż kierunku powlekania, nieuchronne jest, że naprężenie jest nierównomierne, co skutkuje brakiem spójności w jakości powlekania. Dlatego konieczne jest zapewnienie, że każda sekcja ścieżki arkusza ma dobrą kontrolę naprężenia podczas pracy.
Technologia korekcji:Ponieważ długość sprzętu do powlekania wynosi zazwyczaj dziesiątki metrów, odchylenie położenia wystąpi podczas działania ścieżki arkusza. Aby zapewnić, że folia miedziana, folia aluminiowa lub bardzo cienka membrana będą mogły poruszać się płynnie i skutecznie na ścieżce arkusza i osiągnąć precyzyjne powlekanie, należy wybrać różne formy napędu z responsywnym systemem sterowania w celu korekty.
Technologia suszenia:Wąskim gardłem prędkości produkcji powłok jest suszenie. Najbardziej bezpośrednim sposobem jest wydłużenie miecha, ale zwiększy to koszty i przestrzeń. Po wzmocnieniu konieczne jest również zwiększenie korekcji odchylenia i kontroli naprężenia. Aby jeszcze bardziej zwiększyć wydajność suszenia, konieczne jest ulepszenie kontroli pola wiatru, kontroli pola temperatury i formy układu oraz próba zmniejszenia długości miecha przy jednoczesnym zapewnieniu prędkości powlekania.
Czynniki wpływające na jakość powłoki
Na jakość powłoki wpływa wiele czynników, m.in. ludzie, maszyny, materiały, metody i środowisko, ale podstawowe czynniki to kilka warunków bezpośrednio związanych z procesem powlekania: podłoże powłoki, klej, wałek stalowy/gumowy i maszyna do laminowania itp.
1) Podłoże powłoki:głównie materiał, charakterystyka powierzchni, grubość i jednorodność, itp.
2) Klej:głównie jego lepkość robocza, powinowactwo i przyczepność do powierzchni podłoża, itp.
3) Wałek stalowy do powlekania:Jest zarówno bezpośrednim nośnikiem kleju, jak i podporą podłoża powłoki i wałka gumowego, więc jest rdzeniem całego mechanizmu powlekania. Jego tolerancja geometryczna, sztywność, jakość równowagi dynamicznej i statycznej, jakość powierzchni, jednorodność temperatury i warunki odkształcenia termicznego wpływają na jednorodność powłoki.
4) Wałek gumowy powlekający:Wałek gumowy jest ważnym czynnikiem jakości powłoki. Jego materiał (taki jak żywotność warstwy gumowej), twardość, tolerancja geometryczna, sztywność, jakość równowagi dynamicznej i statycznej, jakość powierzchni, stan odkształcenia termicznego itp. również wpływają na jednorodność powłoki.
5) Maszyna kompozytowa:Jest to podstawowa platforma powlekania. Oprócz dokładności i czułości stalowego wałka powlekającego i mechanizmu dociskowego gumowego wałka, obejmuje ona również maksymalną prędkość projektową i ogólną stabilność maszyny.
Czynniki wpływające na jednorodność powłoki w kierunku poziomym i pionowym są różne, dlatego też środki kontroli są odpowiednio różne. W konkretnym wdrożeniu jest to związane z projektem i produkcją maszyny, a także z jej obsługą i kontrolą procesu.
Wybór procesu powlekania
Proces powlekania skrobakiem przecinkowym:nadaje się do klejów o wysokiej lepkości, grubszych powłok, gładkiej powierzchni powłoki, grubości powłoki (mokry klej) 20~450μm, lepkości kleju 1000~50000cps. Jest najczęściej stosowany w foliach ochronnych, taśmach funkcjonalnych, powłokach wielofunkcyjnych itp.
Na zdjęciu: zasada działania powlekarki zgarniającej przecinek
Proces powlekania rotograwiurowego:Powłoka rotograwiurowa charakteryzuje się precyzyjnym pomiarem, prostą obsługą, gładką powierzchnią powłoki, dużą prędkością powlekania, grubością powłoki (mokry klej) 10~25μm i lepkością kleju 10~2000cps.
Na zdjęciu: Zasada działania procesu powlekania wklęsłego
Proces powlekania szczelinowego:Zasada działania polega na tym, że ciecz powlekająca jest wyciskana i rozpylana wzdłuż szczeliny formy powlekającej pod określonym ciśnieniem i szybkością przepływu i przenoszona na podłoże. W porównaniu z innymi metodami powlekania, charakteryzuje się dużą szybkością powlekania, wysoką precyzją i jednolitą grubością na mokro; system powlekania jest zamknięty, co może zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń podczas procesu powlekania, wysokim wskaźnikiem wykorzystania zawiesiny, może utrzymać stabilność właściwości zawiesiny i może jednocześnie wykonywać powlekanie wielowarstwowe.
Na zdjęciu: Powłoka blachy
Na zdjęciu: powłoka kurtynowa
Proces powlekania ekstruzyjnego:Powlekanie ekstruzyjne to proces, w którym płyn jest wytłaczany przez głowicę powlekającą ze specjalnym kanałem przepływowym i powlekany na ruchomym podłożu. W zależności od odległości między głowicą powlekającą a podłożem i formy płynu utworzonej między głowicą powlekającą a podłożem, dzieli się je na powlekanie szczelinowe i powlekanie ekstruzyjne, jak pokazano na poniższym rysunku.
Główną różnicą między nimi jest to, czy płyn zwilża wargę. Pierwszy z nich zwilża wargę, a drugi nie. Proces powlekania akumulatorów litowo-jonowych przyjmuje powlekanie metodą wytłaczania szczelinowego (powłoka solt).
Wprowadzenie do zasady powlekania metodą wytłaczania szczelinowego: Dwuwymiarowy schemat rozkładu przepływu powlekania metodą wytłaczania szczelinowego jest następujący:
Czynniki decydujące o jakości powłoki obejmują przede wszystkim: szczelinę między głowicą powlekającą a pasem bazowym, szybkość przepływu, prędkość podłoża, strukturę głowicy powlekającej, właściwości płynu itp.