در سالهای اخیر، با رشد سریع صنعت انرژیهای جدید و توسعه مداوم صنعت الکترونیک دقیق، از جمله الکترودهای باتری لیتیوم یون، الکترودهای سلول سوختی هیدروژن، سلولهای خورشیدی انعطافپذیر، فیلمهای نوری نمایشگرهای مختلف صفحه تخت، چاپ قابل انعطاف تخته های مدار و غیره، الزامات بالاتر و بالاتری برای فناوری پوشش و فرآیندهای پوشش ارائه شده است و زمینه کاربرد فناوری پوشش دقیق به طور مداوم گسترش یافته است.
تجهیزات پوشش
پیشرفت فنی تجهیزات پوشش عمدتاً چهار جنبه را بررسی می کند: فناوری پوشش، فناوری کشش، فناوری اصلاح انحراف و فناوری خشک کردن.
تکنولوژی پوشش:باید نیازهای تولید ضخامت های مختلف را برآورده کند. اکنون ضخامت فویل آلومینیومی باتری لیتیوم مثبت به نازک 6-8 میکرون و ضخامت فویل مسی باتری لیتیوم منفی به نازکی 4.{2}} میکرون بوده است. پوشش دیافراگم فقط چند میکرون است و پوشش گرافن حتی نازکتر است. ضخامتهای مختلف همچنین نیازمند توسعه روشهای پوشش متفاوت برای مشتریان است تا اطمینان حاصل شود که ضخامت پوشش دوغاب زیر ۲ میکرون کنترل میشود.
تکنولوژی کشش:همانطور که تار در امتداد جهت پوشش حرکت می کند، نابرابر بودن کشش و در نتیجه عدم ثبات در کیفیت پوشش اجتناب ناپذیر است. بنابراین، لازم است اطمینان حاصل شود که هر بخش از مسیر ورق دارای کنترل کشش خوبی در حین کار است.
تکنولوژی تصحیح:از آنجایی که طول تجهیزات پوشش معمولاً ده ها متر است، انحراف موقعیت در طول عملیات مسیر ورق رخ می دهد. به منظور اطمینان از اینکه فیلم مسی، فیلم آلومینیومی یا دیافراگم بسیار نازک می تواند به طور روان و موثر در مسیر ورق اجرا شود و به پوشش دقیق برسد، باید فرم های مختلف درایو با یک سیستم کنترل پاسخگو برای اصلاح انتخاب شود.
تکنولوژی خشک کردن:گلوگاه سرعت تولید پوشش در خشک شدن نهفته است. مستقیم ترین وسیله بلند کردن دم است، اما هزینه ها و فضا را افزایش می دهد. پس از تقویت، اصلاح انحراف و کنترل کشش نیز ضروری است. برای بهبود بیشتر راندمان خشک کردن، باید کنترل میدان باد، کنترل میدان دما و فرم چیدمان را بهبود بخشید و سعی کنید با اطمینان از سرعت پوشش، طول دم را کاهش دهید.
عوامل موثر بر کیفیت پوشش
عوامل زیادی بر کیفیت پوشش تأثیر میگذارند، از جمله افراد، ماشینها، مواد، روشها و محیط، اما عوامل اساسی چندین شرایط هستند که مستقیماً با فرآیند پوششدهی مرتبط هستند: زیرلایه پوشش، چسب، غلتک فولادی پوشش / غلتک لاستیکی و دستگاه لمینیت و غیره. .
1) بستر پوشش:عمدتاً مواد، ویژگی های سطح، ضخامت و یکنواختی و غیره.
2) چسب:عمدتاً ویسکوزیته کاری، میل ترکیبی و چسبندگی آن به سطح بستر و غیره.
3) غلتک فولادی پوشش:هم حامل مستقیم چسب و هم مرجع حمایت از بستر پوشش و غلتک لاستیکی است، بنابراین هسته کل مکانیسم پوشش است. تحمل هندسی، صلبیت، کیفیت تعادل دینامیکی و استاتیک، کیفیت سطح، یکنواختی دما و شرایط تغییر شکل حرارتی، همگی بر یکنواختی پوشش تأثیر میگذارند.
4) غلتک لاستیکی پوشش:غلتک لاستیکی یک متغیر مهم در کیفیت پوشش است. مواد آن (مانند طول عمر لایه لاستیک)، سختی، تحمل هندسی، صلبیت، کیفیت تعادل دینامیکی و استاتیکی، کیفیت سطح، وضعیت تغییر شکل حرارتی و غیره نیز بر یکنواختی پوشش تاثیر می گذارد.
5) ماشین کامپوزیت:این پلت فرم اصلی پوشش است. علاوه بر دقت و حساسیت غلتک فولادی پوشش و مکانیزم پرس غلتکی لاستیکی، حداکثر سرعت طراحی و پایداری کلی دستگاه را نیز شامل می شود.
عوامل مؤثر بر یکنواختی پوشش در جهت افقی و عمودی متفاوت است، بنابراین اقدامات کنترلی نیز بر این اساس متفاوت است. در پیاده سازی خاص به طراحی و ساخت ماشین و همچنین عملیات و کنترل فرآیند مربوط می شود.
انتخاب فرآیند پوشش
فرآیند پوشش اسکراپر کاما:مناسب برای چسب ویسکوزیته بالا، پوشش ضخیم تر، سطح پوشش صاف، ضخامت پوشش (چسب مرطوب) 20~450μm، ویسکوزیته چسب 1000~50000cps. بیشتر در فیلم محافظ، نوار عملکردی، پوشش چند منظوره و غیره استفاده می شود.
تصویر: اصل عملیات پوشش اسکراپر کاما
فرآیند پوشش گراور:پوشش گراور دارای اندازه گیری دقیق، عملکرد ساده، سطح پوشش صاف، سرعت پوشش سریع، ضخامت پوشش (چسب مرطوب) 10~25μm و ویسکوزیته چسب 10~2000cps است.
تصویر: اصل عملیات فرآیند پوشش گراور
فرآیند پوشش شکافی:اصل کار آن به این صورت است که مایع پوشش دهنده تحت فشار و سرعت جریان معینی در امتداد شکاف قالب پوشش فشرده و پاشیده می شود و به زیرلایه منتقل می شود. در مقایسه با سایر روش های پوشش، ویژگی های سرعت پوشش سریع، دقت بالا و ضخامت مرطوب یکنواخت را دارد. سیستم پوشش بسته است، که می تواند از ورود آلاینده ها در طول فرآیند پوشش جلوگیری کند، میزان استفاده از دوغاب بالا، می تواند پایداری خواص دوغاب را حفظ کند و می تواند همزمان پوشش چند لایه را انجام دهد.
تصویر: روکش ورق
تصویر: روکش پرده
فرآیند پوشش اکستروژن:پوشش اکستروژن فرآیندی است که در آن یک سیال از طریق یک سر پوشش با کانال جریان ویژه اکسترود شده و روی یک بستر متحرک پوشش داده می شود. با توجه به فاصله سر پوشش و زیرلایه و فرم سیال تشکیل شده بین سر پوشش و بستر، مطابق شکل زیر به پوشش شکافی و پوشش اکستروژن تقسیم می شود.
تفاوت اصلی بین این دو این است که آیا مایع لب را خیس می کند یا خیر. اولی لب را خیس می کند، در حالی که دومی نه. فرآیند پوشش باتری های لیتیوم یونی از پوشش اکستروژن شکافی (پوشش نمک) استفاده می کند.
مقدمه ای بر اصل پوشش اکستروژن شکافی: نمودار شماتیک دوبعدی توزیع جریان پوشش اکستروژن شکافی به شرح زیر است:
عوامل تعیین کننده کیفیت پوشش عمدتاً عبارتند از: فاصله بین سر پوشش و تسمه پایه، سرعت جریان، سرعت بستر، ساختار سر پوشش، ویژگی های سیال و غیره.