Máy phủ cứng làm thế nào để giảm thiểu kết cấu vỏ cam hoặc vết chảy khi chuyển đổi giữa vật liệu phủ có độ nhớt cao và độ nhớt thấp?- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

Cấu hình tốt máy sơn cứng giảm thiểu kết cấu vỏ cam và vết chảy chủ yếu bằng cách điều chỉnh độ nhớt của lớp phủ, tốc độ đường truyền, luồng không khí và các thông số xử lý bằng tia cực tím/nhiệt trước và trong quá trình chuyển đổi vật liệu. Nguyên nhân cốt lõi của những khiếm khuyết này là sự không phù hợp giữa hoạt động dòng chảy của vật liệu phủ và cài đặt phân phối hoặc xử lý của máy - và việc giải quyết nó đòi hỏi một cách tiếp cận có tính hệ thống, dựa trên tham số thay vì thử và sai.

Kết cấu vỏ cam thường xuất hiện khi lớp phủ có độ nhớt cao không đạt được độ phẳng thích hợp trước khi xử lý làm khóa bề mặt. Mặt khác, vết chảy thường là do sự phân bố vật liệu không đồng đều trong quá trình thi công - thường được kích hoạt bởi sự thay đổi độ nhớt đột ngột trong quá trình chuyển đổi vật liệu. Cả hai lỗi đều có thể ngăn ngừa được bằng cách thiết lập máy và giao thức chuyển tiếp thích hợp.

Tại sao sự chuyển đổi độ nhớt là điểm rủi ro lớn nhất

Khi máy phủ cứng chuyển từ lớp phủ có độ nhớt cao (thường 80–150 mPa·s ) sang loại có độ nhớt thấp (thường 15–40 mPa·s ), động lực dòng chảy thay đổi đáng kể. Tốc độ bơm lớp phủ, khe hở khuôn hoặc tốc độ rút nhúng được hiệu chỉnh cho vật liệu dày sẽ áp dụng quá mức vật liệu mỏng, tạo ra các vết chạy và dòng chảy. Công tắc đảo ngược — từ thấp đến cao — hoạt động không hiệu quả và để lại các bề mặt khô, bong tróc vỏ cam.

Hầu hết các lỗi trong quá trình chuyển đổi xảy ra trong vòng đầu tiên 3–8 phút chạy vật liệu mới nếu các thông số không được điều chỉnh trước. Người vận hành máy phủ cứng chuyên nghiệp coi việc chuyển đổi độ nhớt như là thiết lập lại toàn bộ quy trình chứ không phải là một điều chỉnh nhỏ.

Các thông số máy chính kiểm soát chất lượng bề mặt

Máy phủ cứng có một số thông số phụ thuộc lẫn nhau phải được điều chỉnh cùng nhau khi chuyển đổi vật liệu phủ:

Tốc độ rút tiền (lớp phủ nhúng): Tốc độ rút thấp hơn làm giảm độ dày lớp phủ. Việc chuyển sang vật liệu có độ nhớt thấp thường yêu cầu giảm tốc độ từ 20–40%.
Khe hở khuôn hoặc khe hở vòi phun: Vật liệu có độ nhớt cao cần khe hở rộng hơn; giảm nó khi chuyển sang lớp phủ mỏng sẽ ngăn ngừa sự lắng đọng quá mức.
Nhiệt độ vùng san lấp mặt bằng: Tăng nhiệt độ vùng san lấp mặt bằng lên 5–10°C sẽ cải thiện dòng chảy cho các vật liệu có độ nhớt cao và giảm sự hình thành vỏ cam.
Cường độ đèn UV và thời gian tiếp xúc: Lớp phủ có độ nhớt thấp yêu cầu xử lý nhanh hơn để tránh bị chảy xệ; lớp phủ có độ nhớt cao cần thời gian san lấp mặt bằng dài hơn trước khi tiếp xúc với tia cực tím.
Vận tốc dòng khí trong hầm sấy: Luồng khí quá mức gây ra các vết gợn sóng trên lớp phủ có độ nhớt thấp; luồng không khí không đủ khiến lớp phủ có độ nhớt cao không được san lấp mặt bằng.

So sánh thông số: Cài đặt lớp phủ có độ nhớt cao và độ nhớt thấp

Bảng dưới đây tóm tắt các phạm vi thông số máy phủ cứng được khuyến nghị khi xử lý vật liệu phủ có độ nhớt cao và độ nhớt thấp:

Bảng 1: Phạm vi thông số máy phủ cứng được khuyến nghị theo loại độ nhớt của lớp phủ
tham số	Độ nhớt cao (80–150 mPa·s)	Độ nhớt thấp (15–40 mPa·s)
Rút tiền / Tốc độ đường truyền	Chậm hơn (ví dụ: 50–80 mm/phút)	Nhanh hơn (ví dụ: 100–150 mm/phút)
Nhiệt độ vùng san lấp mặt bằng	50–65°C	35–50°C
Trì hoãn chữa bệnh bằng tia cực tím	Dài hơn (15–30 giây)	Ngắn hơn (5–10 giây)
Vận tốc luồng không khí	Trung bình (0,3–0,5 m/s)	Thấp (0,1–0,2 m/s)
Kiểm soát nhiệt độ bể phủ	25–30°C (giảm độ nhớt một chút)	20–25°C (tránh pha loãng quá mức)

Vai trò của tỷ lệ dung môi và kiểm soát pha loãng

Nhiều người vận hành máy phủ cứng giảm thiểu các khuyết tật trên vỏ cam không chỉ thông qua cài đặt máy mà còn bằng cách điều chỉnh chính công thức phủ. Thêm một dung môi bay hơi chậm (chẳng hạn như rượu diacetone hoặc butyl axetat) ở mức 3–8% trọng lượng sẽ mở rộng khoảng thời gian san lấp mặt bằng, cho phép bề mặt lớp phủ tự mịn trước khi đóng rắn. Điều này đặc biệt hiệu quả đối với các lớp phủ cứng gốc silicone hoặc acrylic có độ nhớt cao được áp dụng ở độ dày màng trên 5 micron .

Ngược lại, khi chuyển sang vật liệu có độ nhớt thấp, tránh pha loãng quá mức - thêm hơn 10–12% dung môi vào lớp phủ vốn đã mỏng có thể phá vỡ tỷ lệ liên kết chéo và làm giảm độ cứng của bút chì cuối cùng khỏi mục tiêu 3H–5H xuống H hoặc thấp hơn. Luôn kiểm tra độ nhớt bằng máy đo độ nhớt dạng cốc (ví dụ: cốc Ford # 4) trước khi nạp vật liệu mới vào thùng máy.

Giao thức chuyển đổi thực tế dành cho người vận hành máy phủ cứng

Quy trình chuyển đổi có cấu trúc làm giảm đáng kể số lượng bộ phận bị lỗi được tạo ra trong quá trình chuyển đổi vật liệu. Trình tự sau đây được sử dụng rộng rãi trong hoạt động phủ ống kính quang học và bảng hiển thị:

Đo và ghi lại độ nhớt của vật liệu phủ trước khi nạp.
Rửa sạch bể phủ, đường ống và vòi phun/khuôn bằng dung môi tẩy rửa tương thích để tránh lây nhiễm chéo.
Tải trước thông số tham số mới vào hệ thống điều khiển của máy phủ cứng dựa trên phạm vi độ nhớt của vật liệu.
Chạy 3–5 chất nền đủ tiêu chuẩn và kiểm tra độ đồng đều của vỏ cam, vết chảy và độ dày lớp phủ trước khi tiến hành sản xuất hoàn toàn.
Tinh chỉnh tốc độ rút và nhiệt độ san bằng theo mức tăng 5% hoặc 2°C cho đến khi chất lượng bề mặt đáp ứng thông số kỹ thuật.
Ghi lại bộ tham số cuối cùng để tham khảo trong tương lai theo số lô nguyên liệu đó.

Các nhà máy vận hành các hoạt động phủ hỗn hợp cao báo cáo rằng việc tuân theo một giao thức chuyển đổi đã được ghi chép sẽ giúp giảm lãng phí vật liệu bằng cách 30–50% mỗi lần chuyển đổi so với điều chỉnh tham số đặc biệt.

Các tính năng của thiết bị giúp ngăn ngừa khuyết tật bề mặt

Máy phủ cứng hiện đại kết hợp một số tính năng phần cứng được thiết kế đặc biệt để duy trì chất lượng bề mặt khi thay đổi độ nhớt:

Giám sát độ nhớt vòng kín: Máy đo độ nhớt nội tuyến tự động phát hiện độ lệch độ nhớt do bay hơi dung môi và kích hoạt bổ sung, giữ cho lớp phủ trong phạm vi ±5 mPa·s so với mục tiêu.
Bể phủ được kiểm soát nhiệt độ: Bể có vỏ bọc duy trì nhiệt độ vật liệu trong phạm vi ±1°C, ngăn ngừa sự thay đổi độ nhớt ngoài ý muốn trong quá trình sản xuất kéo dài.
Vùng đèn UV có tốc độ thay đổi: Máy có khả năng kiểm soát tia cực tím đa vùng cho phép người vận hành trì hoãn quá trình đóng rắn ở cường độ tối đa cho đến khi lớp phủ được san bằng, giảm vỏ cam tới 70% khi chạy có độ nhớt cao.
Vỏ dòng chảy tầng: Vỏ luồng khí cấp phòng sạch loại bỏ các vết gợn sóng do nhiễu loạn gây ra, đặc biệt phổ biến với các lớp phủ có độ nhớt thấp áp dụng cho các bề mặt phẳng lớn.
Lưu trữ công thức có thể lập trình: Máy lưu trữ 50 công thức tham số dành riêng cho từng loại vật liệu cho phép chuyển đổi tức thời, chính xác mà không cần hiệu chỉnh lại thủ công, cắt giảm thời gian chuyển đổi từ 20–30 phút xuống dưới 5 phút.

Những cân nhắc cụ thể về chất liệu: Lớp phủ cứng bằng silicon và acrylic

Loại vật liệu phủ cứng cũng ảnh hưởng đến cách cấu hình máy để tránh các khuyết tật bề mặt:

Lớp phủ cứng gốc silicone

Lớp phủ cứng silicon thường có độ căng bề mặt cao hơn và yêu cầu thời gian san lấp mặt bằng dài hơn - thường 20–40 giây ở 50–60°C - trước khi xử lý bằng tia cực tím hoặc nhiệt. Chúng dễ tha thứ hơn khi sử dụng quá nhiều nhưng rất nhạy cảm với sự nhiễu loạn của luồng không khí. Trên nền polycarbonate (PC), lớp phủ silicon mang lại độ cứng cho bút chì lên đến 4H–6H có độ bám dính tốt, nhưng hiện tượng bong tróc vỏ cam thường xảy ra nếu quá trình xử lý bắt đầu trước khi bề mặt được san phẳng hoàn toàn.

Lớp phủ cứng gốc acrylic

Lớp phủ cứng acrylic chữa được bằng tia cực tím được xử lý nhanh hơn nhưng có khoảng thời gian xử lý hẹp hơn. Bởi vì chúng khô gần như ngay lập tức khi tiếp xúc với tia cực tím, máy phủ cứng phải tạo ra một lớp màng ướt đồng nhất hoàn hảo trước khi chất nền đi vào vùng tia cực tím. Dấu vết dòng chảy là khiếm khuyết nổi bật, đặc biệt khi chuyển từ công thức acrylic dày hơn sang công thức mỏng hơn. Duy trì nhiệt độ bể sơn ở mức 22–26°C và sử dụng hỗn hợp đồng dung môi bay hơi chậm sẽ ổn định đáng kể sự hình thành màng.

Việc loại bỏ vết vỏ cam và vết chảy trên máy phủ cứng trong quá trình chuyển đổi độ nhớt dựa trên ba nguyên tắc cơ bản: đo độ nhớt trước mỗi lần thay đổi vật liệu , tải công thức thông số chính xác cho phạm vi độ nhớt đó và chạy các bộ phận kiểm định chất lượng trước khi sản xuất hoàn chỉnh. Các máy được trang bị hệ thống kiểm soát độ nhớt nội tuyến, xử lý bằng tia cực tím đa vùng và lưu trữ công thức làm cho quá trình này trở nên đáng tin cậy và có thể lặp lại đáng kể. Đối với các hoạt động chuyển đổi thường xuyên giữa lớp phủ silicon và acrylic, việc đầu tư vào một máy có các tính năng này có thể giảm phế liệu liên quan đến khuyết tật bằng cách 40–60% quản lý thông số thủ công — lợi nhuận có thể đo lường được giúp điều chỉnh chi phí thiết bị trong hầu hết các môi trường sản xuất có khối lượng từ trung bình đến cao.

Chia sẻ: