|
КОМПЛЕКС ВАКУУМНОГО НАПЫЛЕНИЯ
1. Назначение, отличительные особенности комплекса вакуумного ионно-плазменного напыления
зеркальных покрытий
Основное назначение комплекса - напыление зеркальных, противоослепляющих, обогревающих
покрытий на плоское, сферическое и асферическое стекло размером 250x170мм2,
предназначенное для изготовления современных автомобильных зеркал заднего вида.
Комплекс должен использоваться в составе крупно- и среднесерийных производств автомобильных
зеркал заднего вида.
Основные отличительные особенности комплекса вакуумного ионно-плазменного напыления:
- за счёт модульного принципа построения архитектуры комплекса вакуумного напыления
предусмотрена возможность решения различных технологических задач,
- предусмотрена возможность индивидуально подобрать оптимальную номенклатуру
комплектующих комплекса вакуумного напыления для решения конкретных технологических задач
Заказчика,
- мобильность, компактность, комплекса вакуумного напыления,
- простота монтажа оборудования,
- малые затраты по подготовке производственных площадей под размещение оборудования,
- оборудование имеет минимальные габаритные размеры, потребление электроэнергии и воды
для решения данных технологических задач,
- малое количество рабочего и обслуживающего персонала средней квалификации,
- полный автоматизированный контроль параметров процесса нанесения и качества покрытий
с постоянным ведением протокола,
- хорошая отработанность всех комплектующих изделий и узлов комплекса вакуумного напыления,
- широкий спектр и высокая оперативность по смене технологий формирования различных типов
покрытий на стекло. Технические характеристики комплекса вакуумного напыления позволяют
наносить все виды современных антибликовых покрытий, в том числе перспективные многослойные
интерференционные покрытия,
- возможность развития комплекса вакуумного напыления покрытий как по технологическим
возможностям, так и по увеличению производительности.
Технологии, заложенные при проектировании и изготовления комплекса вакуумного напыления
зеркальных покрытий отработаны на экспериментально-промышленном производстве ООО "Гратон-СК"
2. Общий состав комплекса
Комплекс вакуумного напыления ионно-плазменных зеркальных покрытий включает в себя:
2.1 По оборудованию:
- участок мойки и сушки стекла перед напылением,
- установку вакуумного ионно-плазменного магнетронного напыления зеркальных покрытий,
- оборудование контроля качества стекла с покрытием,
- системы водоохлаждения для установки вакуумного напыления и водоподготовки для мойки
стекла,
- вспомогательное оборудование для транспортировки и хранения стекла и т.п.
- ЗИП (запасное оборудование, комплектующие, расходные материалы).
2.2 По технологическому обеспечению:
- технологическая инструкция (полный технологический регламент) производства стекла с
покрытиями на комплексе вакуумного напыления,
- технологические условия производства стекла с покрытиями (ТУ),
- комплект технологических описаний и инструкций на оборудовании комплекса (ТО и ИЭ),
- технологии (Технологические карты) напыления типовых покрытий,
- типовые должностные инструкции рабочего и обслуживающего комплекса.
3. Основные технические характеристики
3.1 Основные виды напыляемых покрытий:
- зеркальные покрытия, соответствующие ГОСТ (с коэффициентом отражения – 40-50% в
областях спектра l=0,5мкм; или 0,55мкм), или соответствующие
требованиям Заказчика,
- многослойные (3–7 слойные) интерференционные покрытия,
- декоративные покрытия различной степени прозрачности и широкой цветовой гаммы оттенков,
- тонкоплёночные покрытия, подогревающие зеркальные элементы,
- антикоррозионные защитные покрытия.
3.2 Состав напыляемых типовых покрытий:
- металлы – алюминий, титан, цирконий, серебро, ниобий, нихром, хром, никель, нержавеющая
сталь,
- оксиды – оксид титана (TiOx), оксид циркония (ZrOx), оксид олова,
алюминия (Al2O3),
оксид индия/олова ("ITO" - покрытия),
- нитриды – нитрид титана (TiNx), нитрид циркония(ZrNx),
- оксикарбиды – оксикарбид титана (TiCxOy), оксикарбид циркония
(ZrCxOy).
3.3 Габариты напыляемого стекла:
- высота – 250мм,
- ширина – 170мм,
- толщина – 2-3мм.
3.4 Производительность:
- загрузка камеры установки вакуумного напыления штатной комплектации – 72 стекла
размером 250x170мм2,
- средняя продолжительность производственного цикла установки вакуумного напыления
штатной комплектации (в зависимости от типа покрытия) – до 1 час 30 мин.
3.5 Исходное стекло для напыления:
- плоское бесцветное флоат-стекло марки МО, М1, М2,
- плоское закалённое стекло,
- плоское ламинированное стекло,
- сферические и асферические заготовки зеркальных элементов с радиусом 150-2000мм.
3.6 Время непрерывной работы комплекса:
- 60-120 часов с последующим регламентом (в зависимости от типа покрытия),
- продолжительность регламентных работ и смены мишеней магнетронов – 8 часов.
3.7 Энергопотребление
- установленная электрическая мощность комплекса - 40 КВт,
- среднее потребление электроэнергии - 32 КВт.
3.8 Потребление воды питьевого класса для технологических нужд комплекса (подпитка систем
водоохлаждения установки и участка мойки стекла) – не более 100 л/сутки.
3.9 Общая производственная площадь, необходимая для размещения комплекса вакуумного
напыления – не более 150м2. Высота производственного помещения – не более 6м.
3.10 Необходимый рабочий и обслуживающий персонал:
- работа комплекса в одну смену – 1 чел. инженерно-технический персонала; 2 чел. рабочих,
- работа комплекса в две смены – 2 чел. ИТР; 4 чел. рабочих,
- работа комплекса в штатном режиме (100 часов в неделю) – 3 чел. ИТР; рабочих – 6 чел.
4. Описание комплекса, принцип работы.
Исходное стекло размером 250x170мм2 для напыления завозится в цех и разгружается
на стеллажи для исходного стекла.
Стекло моется в моечной машине и сушится.
Чистое стекло загружается в установку вакуумного напыления.
Производится цикл напыления необходимого типа покрытия.
Напыленное стекло проходит контроль по оптическим характеристикам и складируется на
стеллажи готовой продукции.
4.2 Установка напыления зеркальных покрытий
- вакуумная, ионно-плазменного магнетронного напыления. Общий вид установки представлен
на рисунке.
Конструктивно установка состоит из следующих систем:
- вакуумной камеры напыления с системой откачки,
- технологических устройств с системами питания и управления, предназначенных для формирования зеркальных покрытий на деталях,
- технологической оснастки, предназначенной для закрепления и вращения деталей в процессе напыления покрытий,
- автоматизированной системы контроля вакуума и дозированной подачи реакционных газов в процессе формирования покрытий.
Вакуумная камера имеет внутренний диаметр 950мм и внутреннюю высоту 1800мм. Предусмотрена
возможность загрузки/выгрузки деталей как вручную через боковую дверь в вакуумной камере
на 3-х местных кассетах, так и механизированно через верхний люк камеры всей технологической
оснастки с деталями.
Вакуумная откачная система построена по принципу дублирования. Она состоит из двух агрегатов
вакуумных ротационных АВД-150/25 (состоит из двухроторного насоса и форвакуумного насоса)
и двух высоковакуумных паромасляных насосов НД-500 с затворами и вакуумными клапанами,
выпускаемых серийно ОАО "Вакууммаш".
Установка, в комплектации напыления зеркальных, антибликовых покрытий штатно комплектуется
следующими взаимозаменяемыми технологическими устройствами:
- тремя линейными магнетронами с длиной катода 1700 мм с блоками питания и управления для формирования ионно-плазменных зеркальных покрытий,
- одним протяжённым ионно-лучевым источником с замкнутым дрейфом электронов с линейным размером порядка 1700 мм с блоком питания и управления.
Дополнительно возможна установка ещё 4-х взаимозаменяемых технологических устройств
(ионных источников очистки-активации поверхности и линейных магнетронов).
Система управления построена на базе промышленных контроллеров. Каждая подсистема
(вакуумная откачка, система формирования покрытия, и т.д.) управляется собственным
контроллером. Общее управление, координация осуществляется с промышленного компьютера.
Визуализация процесса управления и контроля производиться на мониторе.
Управление установкой может осуществляться в ручном режиме (для проведения наладки
установки и отработки новых технологических режимов) и полуавтоматическом (штатный
режим работы установки). Полуавтоматический штатный режим работы установки предполагает
автоматическое управление общими системами установки (вакуумная откачка, вращение деталей)
и управление технологическим процессом напыления под непосредственным контролем оператора.
Система управления позволяет производить регистрацию и архивирование данных работы всех
основных систем установки, сбоев и неисправностей.
Система независимого водоохлаждения установки и водоподготовки для мойки стекла состоит из:
- замкнутой системы водоохлаждения высоковакуумных насосов на базе чиллерной установки,
- системы охлаждения магнетронов и ионных источников на базе малогабаритной градирни типа "Ромашка",
- деминелизатора воды на основе эффекта обратного осмоса.
Охлаждение технологических устройств вакуумного напыления требует существенного расхода
воды (около 10 м3/час). С целью уменьшения прямого расхода воды используются
эффективные малогабаритные градирни типа "Ромашка". Потери воды в градирнях за счёт
капельного уноса на охлаждение автоматически компенсируются из деминилизатора, который
служит также и для смены воды в процессе мойки стекла. Общий расход на долив воды в
градирни и мойку стекла составляет не более 100 литров в сутки.
|
