Máquina de revestimiento por ranura de doble capa de alta precisión

Máquina de revestimiento por ranura de doble capa de alta precisión - TOB-EFCB300X200

Dos bombas de jeringa alimentan un cabezal de ranura: carrera de 300 mm, ancho de revestimiento de 200 mm, película seca de 10 a 250 μm, sobre una placa calentada a 150 °C

Descripción general del producto y aplicaciones ideales

La TOB-EFCB300X200 es una máquina de revestimiento por ranura que deposita películas delgadas sobre sustratos en láminas. Dos bombas de jeringa alimentan un solo cabezal, por lo que una pila de dos capas sale de la ranura en una sola pasada en lugar de dos, y el sustrato se sujeta en una placa de vacío calentada a 150 °C durante toda la carrera.

Está construida a partir de cuatro partes: el cabezal de ranura, la plataforma de revestimiento, el sistema de alimentación y el sistema de control. Un servomotor transporta el cabezal a lo largo de una carrera de 300 mm a una velocidad establecida en la pantalla táctil. La separación entre el cabezal y la placa se ajusta con un micrómetro de 0 a 5 mm, y la cuña (shim) dentro del cabezal fija la separación húmeda por la que pasa la suspensión.

Ideal para:

• Películas delgadas cerámicas, donde la lechada debe depositarse con un espesor húmedo uniforme antes de ser secada y cocida.
• Películas delgadas cristalinas, donde el espesor de la capa determina cómo crece el cristal.
• Películas de materiales para baterías, procesadas con LFP y suspensiones similares a velocidades de revestimiento de hasta 120 mm/s.
• Películas delgadas nanométricas especiales, donde el extremo inferior del rango de 10 a 250 μm es el punto de trabajo.

Este es un instrumento de revestimiento por ranura para sustratos en lámina, no una recubridora de producción rollo a rollo (roll-to-roll): la lámina debe quedar plana sobre la placa de 385 x 300 mm y mantener su forma bajo vacío. Si la película se extiende con una cuchilla en lugar de un cabezal de ranura, la máquina automática de revestimiento y secado de películas tiene el mismo formato de banco con una cuchilla dosificadora (doctor blade). Si la capa es única y el sustrato es más ancho de 200 mm, la recubridora de laboratorio por ranura con carrera de 800 mm es la máquina más larga de la gama.

La TOB-EFCB300X200 en un banco de un laboratorio de baterías.

Envíenos los espesores de las dos capas y la viscosidad de la suspensión, y le confirmaremos el espesor de la cuña y la capacidad de la bomba de jeringa antes de que realice su pedido.

Especificaciones completas

Las 19 especificaciones se agrupan según lo que limitan: cómo se forma la película, cómo se sujeta el sustrato y qué exige la máquina al espacio donde se instala.

1. Revestimiento y alimentación

2. Sustrato, Calentamiento y Vacío

3. Energía, Peso e Instalación

Las dimensiones describen la máquina tal como se suministra. La fuente de vacío es externa, por lo que la bomba y su manguera se encuentran fuera de la superficie de apoyo de 1000 x 600 mm.

Por qué dos capas a través de una sola hilera cambian la producción

Una máquina de una sola capa construye la misma estructura en dos pasadas. Entre ellas, la primera capa debe secarse, manipularse y realinearse, y cada uno de esos pasos es una oportunidad para que la segunda capa quede ligeramente desalineada respecto a la primera. Alimentar ambas capas a través de una sola ranura elimina el paso de secado y la realineación con él: las dos capas se posicionan una respecto a la otra mediante la hilera, no por el operador.

Cada bomba se ajusta de manera independiente, por lo que las dos capas no tienen por qué tener el mismo grosor. La relación entre ellas es un ajuste de la bomba, y cambiar dicha relación lleva un minuto en lugar de requerir un cambio de cuña.

La cuña determina con qué suspensiones puede operar la máquina. Varias medidas de grosor se adaptan a la misma hilera, por lo que una película nanométrica de baja viscosidad y una suspensión cerámica más gruesa se procesan en esta máquina cambiando una cuña en lugar de un cabezal.

Un flujo bajo es donde una bomba de jeringa justifica su precio. Una capa fina sobre una pista de 200 mm consume muy poca suspensión por segundo, y una bomba que no pueda mantener un flujo constante tan pequeño produce una película que es más gruesa en unos lugares que en otros. Estas bombas están especificadas para ese rango de caudal bajo, que es la parte del intervalo de 10 a 250 μm más difícil de mantener.

El calor llega desde abajo, a través de la placa y el sustrato, por lo que la película forma una costra desde el lado del sustrato hacia arriba mientras el disolvente se evapora por la parte superior. Una placa mantenida a ±2 °C es lo que permite que ese frente avance de manera uniforme en todo el ancho del revestimiento.

Donde la capa se construye por extracción en lugar de mediante una ranura dosificada, el recubridor por inmersión con horno de temperatura constante es el otro método dentro de la gama.

Características de ingeniería clave

• Dos bombas, una hilera. Cada capa se dosifica mediante su propia bomba de jeringa y ambas se encuentran dentro del cabezal, por lo que la estructura se forma de una sola vez en la ranura en lugar de construirse en dos pasadas con un paso de secado intermedio.
• Calentamiento uniforme en gran superficie.La placa se calienta en toda su área a ±2 °C, que es lo que mantiene un blanco de 10 μm desde un extremo de la carrera de 300 mm hasta el otro; una banda fría se manifestaría como un parche más grueso en la película.
• Carro servo, velocidad continua.De 0 a 120 mm/s se ajusta en la pantalla táctil sin pasos fijos, de modo que se puede procesar el mismo suplemento más lento para una capa delgada sin cambiar el hardware.
• Abertura de boquilla micrométrica.La distancia entre la boquilla y la placa se ajusta en un micrómetro de 0 a 5 mm, de modo que la abertura es un número que se puede escribir en una etiqueta y repetir por el siguiente operador.
• Cuerpo de boquilla de acero inoxidable.El cabezal se sitúa a unos pocos milímetros por encima de una placa que funciona a hasta 150 °C, y debe mantener su forma allí y resistir la corrosión que acompaña a estas suspensiones.
• Suplementos reemplazables.Varios grosores se ajustan a la misma boquilla, que es como una sola máquina abarca una variedad de viscosidades de suspensión sin necesidad de un segundo cabezal.
• Sujeción por vacío, no abrazaderas.Nada presiona los bordes de la hoja y nada tiene que fijarse con cinta adhesiva, por lo que se mantiene disponible todo el ancho de 200 mm y el sustrato no se deforma mientras está sujeto.
• Alimentación integrada.Las bombas, el carro y la temperatura de la placa se inician y configuran desde una sola pantalla en lugar de tres interruptores separados, que es lo que hace que una receta sea reproducible.

Recomendaciones de operación, mantenimiento y seguridad

1. Antes y durante una tirada de recubrimiento

Conecte la línea de vacío antes de colocar la primera hoja; sin ella, la placa no sujeta nada y la boquilla arrastrará el sustrato. Ajuste la separación entre la boquilla y la placa en el micrómetro con el carro estacionado, coloque el suplemento elegido para la suspensión, luego cargue ambas jeringas y purgue hasta que ninguna de las líneas lleve aire. Realice la primera pasada en una hoja de desecho a la velocidad que piensa utilizar, mida la película seca y corrija con el caudal de la bomba en lugar de con el suplemento: el suplemento establece la abertura húmeda y no está diseñado para cambiarse a mitad de la tirada.

La placa permanece a temperatura después de que el carro se detiene. Mueva las muestras con pinzas en lugar de con los dedos, y déle tiempo a la placa para que se enfríe antes de cambiar cualquier cosa dentro del área de la boquilla.

2. Mantenimiento y seguridad

• Limpie la boquilla después de cada uso.La suspensión que queda en la ranura se seca y cambia la abertura en el siguiente inicio, lo cual se manifiesta como un escalón en la película en lugar de como un fallo obvio.
• Lave ambas bombas. Empuje el disolvente utilizado en la suspensión a través de cada línea antes de dejar la máquina durante más de un día.
• Limpie la placa. Utilice un paño suave humedecido con alcohol una vez que la placa se haya enfriado; una mota seca bajo la hoja se manifiesta como una zona fina en el revestimiento.
• Mantenga la superficie de vacío plana. Una partícula levantada entre la placa y el sustrato eleva la hoja localmente y la película se adelgaza sobre ese punto.
• Maneje las cuñas con cuidado. Una cuña doblada no se puede enderezar a una separación conocida, y un borde dañado deja una raya a lo largo del revestimiento.
• Los vapores de disolvente no son eliminados por la máquina. Utilícela bajo la extracción de laboratorio que requiera su disolvente, y use guantes y protección ocular al manipular suspensiones.

Preguntas frecuentes de ingeniería

P1: ¿Por qué dos bombas en lugar de mezclar las dos capas antes de la boquilla?

Porque las dos capas suelen ser de materiales diferentes con espesores distintos. Dos bombas permiten configurar cada caudal de forma independiente y mantienen los materiales separados hasta que se encuentran en la ranura, de modo que el límite de la capa lo establece la boquilla en lugar de lo bien que se hayan mezclado dos suspensiones.

P2: ¿Seca la máquina la película?

Calienta el sustrato, no el aire. La placa funciona desde la temperatura ambiente hasta 150 °C, por lo que la película se seca desde abajo mientras la hoja reposa sobre ella, pero no hay un túnel de secado independiente ni un sistema de flujo de aire. Los disolventes de muy bajo punto de ebullición formarán una costra rápidamente a 150 °C; los de alto punto de ebullición pueden necesitar más tiempo en la placa o un horno independiente.

P3: ¿Puedo aplicar una sola capa con ella?

La boquilla y el sistema de alimentación están diseñados para dos capas. La viabilidad de una tirada de una sola capa depende de la cuña y de cómo esté configurada la entrada, así que indíquenos el objetivo y confirmaremos la configuración antes del pedido y no después.

P4: ¿Qué es lo que realmente determina el espesor de la película seca?

Tres cosas, en este orden: el espesor de la cuña, el caudal de la bomba y la velocidad del carro. La temperatura de la placa es una cuarta variable, pero actúa sobre el secado en lugar de sobre la separación en húmedo, por lo que se ajusta una vez que las otras tres están fijadas.

P5: ¿Qué tamaño de sustrato cabe y qué condiciones debe cumplir?

La placa mide L 385 mm x An 300 mm, el ancho del revestimiento es de 200 mm y la carrera es de 300 mm. La hoja debe ser plana y lo suficientemente rígida para apoyarse en la placa y mantener su forma bajo vacío; una película flexible no se sostendrá y el troquel no la librará.

P6: ¿Qué necesita la máquina de la sala?

Un suministro de 220 V / 50 Hz a 2,5 kW, una línea de vacío externa y un banco que soporte 110 kg sobre una superficie de L 1000 mm x An 600 mm x Al 710 mm. La fuente de vacío no forma parte de la máquina, así que planifique esa conexión antes de la instalación.

Envíenos los dos espesores de capa, la viscosidad de la suspensión y el tamaño de su hoja más grande, y le confirmaremos el espesor del calzo, la capacidad de la bomba y si la hoja cabe en la placa antes de que realice su pedido.

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609

Revisado por: Science Wang, Six Sigma Black Belt, Líneas de Baterías | Última actualización: 2022-10-22