Il sistema PVD di evaporazione ad arco catodico industriale utilizza archi elettrici a bassa-tensione e alta-corrente per vaporizzare target catodici solidi in un ambiente sotto vuoto. Questo meccanismo raggiunge un tasso di ionizzazione del metallo superiore all'80%, garantendo un'elevata forza di legame chimico e adesione al substrato rispetto all'evaporazione termica o allo sputtering del magnetron standard.
Progettato per la produzione continua su più turni, il sistema integra una camera a vuoto in acciaio inossidabile di grosso spessore, gruppi di sterzo catodici modulari e un'architettura di controllo di processo automatizzato basata su PLC.
Specifiche tecniche
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Parametro tecnico |
Intervallo/valore delle specifiche |
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Dimensioni della camera |
Configurazioni personalizzate: da Phi 800 mm x 1000 mm a Phi 2000 mm x 2200 mm |
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Materiale della camera |
Rivestimento in acciaio inossidabile SUS304 o SUS316L a doppia parete-raffreddato ad acqua- |
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Massima pressione del vuoto |
<= 5.0 x 10^-4 Pa (after bakeout and outgassing) |
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Configurazione del sistema di pompaggio |
Pompa rotativa per sgrossatura a palette + soffiatore per radici + pompa turbo-molecolare/diffusione |
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Alimentazione ad arco |
Corrente dell'arco CC regolabile: 0 - 200 A per canale; tensione di accensione: 380 V |
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Potere di polarizzazione del substrato |
Polarizzazione CC pulsata: 0 - -1000 V, frequenza 10 - 100 kHz |
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Sorgenti catodiche |
Sorgenti ad arco circolare o rettangolare a 4 - 12confinamento-magnetico |
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Rotazione del substrato |
Rotazione planetaria o a doppio asse- guidata dal passaggio del fluido magnetico a coppia elevata- |
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Temperatura operativa |
Temperatura ambiente fino a 600 gradi C con riscaldatori radianti controllati da PID- |
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Sistema di controllo |
PLC Siemens S7-1500 + PC industriale con software SCADA |
Caratteristiche principali
Elevata efficienza di ionizzazione:La vaporizzazione catodica diretta produce plasma metallico completamente ionizzato per una crescita di film sottile-controllata dai difetti-densa a temperature moderate.
Opzione arco filtrato magnetico:Le bobine di sterzo elettromagnetiche integrate riducono al minimo l'espulsione di macroparticelle (goccioline) per fornire finiture di rivestimento lisce per utensili di precisione.
Deposizione multi-strato/gradiente:Il funzionamento sincrono multi-catodico consente la sintesi di strati di transizione graduali (ad esempio Ti/TiN/TiAlN) senza interrompere il vuoto.
Controllo del processo-a ciclo chiuso:I circuiti di feedback in tempo reale-regolano il flusso di gas reattivo (azoto, acetilene, ossigeno) tramite controller di flusso di massa (MFC) ad alta-precisione per mantenere le pressioni parziali target.
Configurazione del sistema di vuoto
Pila di pompaggio:La sgrossatura primaria utilizza pompe rotative a palette a doppio-stadio supportate da soffianti Roots. Il raggiungimento di un-vuoto elevato si basa su pompe di diffusione ad alto- rendimento o pompe turbomolecolari.
Valvole e tubazioni:Le valvole pneumatiche ad angolo e le valvole a saracinesca elettropneumatiche isolano automaticamente le zone della camera. I collettori utilizzano tubi in acciaio inossidabile flangiati ISO/KF e CF con guarnizioni in rame placcato argento-o O-ring in Viton.
Rilevamento perdite:Le porte di test integrate dello spettrometro di massa dell'elio consentono la diagnostica fino a 10^-10 Pa*m^3/s.
Compatibilità dei materiali di evaporazione e del substrato
Materiali catodici compatibili
Metalli puri:Leghe di Ti, Cr, Al, Zr, Cu, Mo, W, Ag, TiAl (ad es. rapporti atomici 50/50 o 33/67).
Obiettivi composti:TiC, CrC, WC.
Compatibilità del substrato
Acciai per utensili:Acciai super-rapidi (M2, H13) e carburi cementati (inserti WC-Co).
Leghe strutturali:Acciaio inossidabile, leghe di titanio (TC4) e superleghe a base di nichel-.
Ceramica tecnica:Nitruro di silicio e allumina con pre-trattamento conduttivo.
Applicazioni e metriche prestazionali verificate
Strumenti di taglio e formatura:TiN, TiAlN, and AlTiN coatings on carbide drills and milling cutters. Achieves surface hardness >= 3000 HV e prolunga la durata dell'utensile del 200% - 400%.
Componenti automobilistici:Rivestimenti anti-usura su fasce elastiche, punterie e aghi degli iniettori di carburante. Diminuisce il coefficiente di attrito a 0.15 - 0.25 contro l'acciaio.
Impianti medici: Biocompatible TiN and ZrN layers applied to orthopedic joints and dental abutments, verified via scratch adhesion testing (Critical Load Lc >= 70 N).
Stampi e matrici:Rivestimenti CrN o DLC su stampi per iniezione e stampaggio di plastica per eliminare l'usura adesiva e facilitare il rilascio del pezzo.
Opzioni di personalizzazione
Geometria della camera:Configurazioni a caricamento di tipo fossa verticale o a caricamento frontale orizzontale.
Layout sorgente:Posizionamento personalizzato del catodo su misura per le geometrie del pezzo 3D (ad esempio, matrici di estrusione lunghe o pale di turbina).
Aggiornamenti del generatore di bias:Integrazione di moduli ibridi HIPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering).
Integrazione dell'automazione:Interfacce di caricamento robotizzate e binari di trasferimento automatizzati per dispositivi per ambienti di camere bianche.
Controllo qualità e test di fabbrica
Prima del Factory Acceptance Testing (FAT), i sistemi vengono sottoposti a:
Test di tenuta del vuoto:Verifica con spettrometro di massa ad elio su tutte le saldature e sigillature.
Verifica della sicurezza elettrica:Controlli della resistenza di isolamento, della continuità di terra e della logica di interblocco conformi agli standard CE/UL.
Burn-in funzionale:Test di funzionamento a secco continuo di 72-ore di azionamenti di rotazione, flussostati e comunicazione PLC.
Prova di rivestimento:Deposizione del campione verificata tramite misurazione dello spessore della pellicola del cratere sferico e test di graffiatura dell'indentazione Rockwell.
Installazione e supporto tecnico
Preparazione del sito:Comprehensive utility layout documentation covering cooling water flow (>15 m^3/h, 20 - 25 gradi C), aria compressa, ventilazione e cadute elettriche (380 V/480 V, trifase, 50/60 Hz).
Messa in servizio:Installazione in loco, calibrazione del vuoto e ottimizzazione delle ricette da parte di ingegneri di processo senior.
Formazione degli operatori:Istruzioni pratiche-su manutenzione ordinaria, sostituzione del target e funzionamento SCADA.
Assistenza post-vendita:Accesso diagnostico remoto tramite VPN industriale sicura; risposta tecnica garantita entro 24 ore.
Domande frequenti
D: Qual è il tempo di consegna tipico per la sostituzione del target catodico?
R: Le flange di bloccaggio meccanico a rilascio- rapido consentono all'operatore di sostituire i bersagli esauriti entro 30 - 45 minuti per sorgente senza smontare la schermatura interna della camera.
D: Il sistema di controllo può memorizzare più profili di ricette?
R: Sì. Il PLC industriale Siemens memorizza fino a 100 ricette distinte, monitorando il bias di pulizia, la durata del riscaldamento, le rampe del gas reattivo, i livelli di corrente dell'arco e i tempi di deposizione.
D: Di quale infrastruttura di servizi pubblici deve essere fornito il-sito?
R: Le strutture richiedono un sistema di acqua refrigerata-a circuito chiuso, aria compressa (0.6 - 0.8 MPa) per valvole pneumatiche, alimentazioni elettriche industriali trifase stabili corrispondenti al carico totale collegato e linee di estrazione dei gas di scarico locali.
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