Il sistema industriale Multi-Arc Ion Thin Film utilizza l'evaporazione ad arco catodico per depositare rivestimenti ceramici e metallici densi e ad alta-adesione su substrati di metallo e leghe. Vaporizzando materiali catodici solidi in un ambiente sotto vuoto tramite archi elettrici ad alta-corrente e bassa-tensione, il sistema ionizza il vapore metallico interagendo con i gas reattivi (come azoto, acetilene o ossigeno) per formare pellicole di composti stechiometrici.
Progettata per ambienti di produzione continua, questa piattaforma ospita attrezzature dedicate per la lavorazione in batch di utensili da taglio di precisione, componenti automobilistici e hardware industriale resistente all'usura-.
Specifiche tecniche
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Parametro |
Norma di specifica |
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Dimensioni della camera |
Diametro interno personalizzato da phi 600 mm a phi 1200 mm (acciaio inossidabile SS304, rivestimento a doppia parete-raffreddato ad acqua-) |
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Sistema di pompaggio |
Soffiatore per radici + Pompa di supporto a palette rotativa + Pompa molecolare / Pompa a diffusione (vuoto finale:<= 5.0 x 10^-3 Pa) |
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Sorgenti ad arco catodico |
Da 4 a 12 sorgenti di arco di sterzo-magnetico distribuito (diametro: phi 85 mm / phi 100 mm) |
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Alimentazione polarizzata |
Polarizzazione CC pulsata regolabile da 10 kW – 60 kW (frequenza: 10 kHz – 100 kHz, tempo di soppressione dell'arco<= 5 microseconds) |
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Potenza di riscaldamento |
Array di riscaldatori radianti fino a 500 gradi C (controllo PID, uniformità della temperatura +/- 5 gradi C) |
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Rotazione del substrato |
Meccanismo di rotazione planetaria multiasse-azionato da flusso di fluido magnetico a coppia elevata- |
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Carico elettrico totale |
45 kVA – 150 kVA (trifase, 380 V/480 V, 50 Hz/60 Hz) |
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Fabbisogno di acqua di raffreddamento |
Portata: 15 - 35 m^3/h, pressione: 0.2 - 0.3 MPa, temperatura: 18 gradi C - 25 gradi C |
Caratteristiche principali
Catodi dell'arco direzionale magnetico-:I campi magnetici-a circuito chiuso guidano la traiettoria del punto dell'arco catodico attraverso la superficie target, aumentando i tassi di utilizzo del target fino a oltre il 60% e riducendo la generazione di macro-goccioline.
Bias di soppressione rapida dell'arco:Gli alimentatori di polarizzazione pulsata ad alta-frequenza incorporano circuiti di estinzione rapida dell'arco-per evitare che i micro-archi localizzati danneggino le superfici del substrato durante la deposizione reattiva.
Architettura di deposizione in doppia{{0}modalità:L'architettura del sistema supporta la rapida integrazione di catodi sbilanciati di magnetron sputtering (UMS) insieme a sorgenti ad arco standard per la deposizione di strati ibridi (ad esempio, strati di gradiente).
Controllo automatizzato del processo:PLC abbinato a PC industriale che esegue software di controllo basato su ricette-, registrazione della pressione della camera, delle portate di massa del gas (MFC), polarizzazione del substrato e corrente dell'arco in tempo reale per la tracciabilità dei lotti.
Valvole pneumatiche per vuoto:Le valvole a saracinesca e le valvole ad angolo ad azionamento pneumatico isolano le sezioni della camera, riducendo al minimo i tempi di fermo per manutenzione e i cicli di pompaggio-.
Configurazione del sistema di vuoto
L'evacuazione del sistema utilizza una configurazione a più-stadi progettata per raggiungere la pressione operativa entro 15 minuti:
Fase di sgrossatura:Le pompe meccaniche a palette rotative a doppio-stadio rimuovono l'aria atmosferica primaria fino a 10 Pa.
Fase intermedia:I soffiatori Roots accelerano lo spostamento volumetrico per colmare l'intervallo di pressioni incrociate.
Stadio di alto vuoto:Le pompe a diffusione di olio o le pompe criogeniche/molecolari raggiungono una pressione base finale di 5,0 x 10^-3 Pa prima del riempimento del gas e della pulizia ionica.
Sottosistema di consegna del gas:I controllori di flusso di massa (MFC) multicanale misurano gas di processo ad elevata purezza (Ar, N2, C2H2, O2) con una tolleranza di stabilità del flusso pari a +/- 1% del fondo scala.
Compatibilità dei materiali di evaporazione e del substrato
Obiettivi catodici
Bersagli metallici:Ti, Cr, Al, Zr, TiAl (rapporti atomici 50/50, 67/33), WC, acciaio inossidabile.
Standard di purezza:>= 99.99% sottovuoto fuso e arrotolato.
Materiali del substrato
Acciai per utensili:H13, SKD11, M2, D2 (Pre-trattato e temperato al di sotto della temperatura di deposizione del rivestimento).
Carburi:Carburi di tungsteno cementati (WC-Co).
Leghe ingegneristiche:Leghe di titanio (TC4), acciaio inossidabile (304/316) e leghe di rame (a seconda del dispositivo).
Applicazioni e prestazioni sul campo
Utensili da taglio di precisione:La deposizione di rivestimenti TiAlN e AlCrN su frese e creatori in carburo di tungsteno cementato raggiunge una durezza superficiale di 3300 - 3500 HV. I dati di convalida sul campo mostrano un'estensione di 2,5 volte della durata dell'usura dell'utensile in condizioni di lavorazione a secco ad alta-velocità.
Stampi e matrici:Indurimento superficiale di stampi a iniezione di plastica H13 e SKD11 e matrici per stampaggio per prevenire affaticamento termico, usura adesiva e grippaggio.
Componenti automobilistici:Rivestimenti DLC (Diamond{2}}Like Carbon) e CrN a basso-attrito e-resistenti all'usura applicati alle fasce elastiche dei pistoni, ai perni degli iniettori di carburante e agli alzavalvole per ridurre i coefficienti di attrito limite inferiori a 0,1.
Hardware funzionale:Finiture decorative ma resistenti all'usura-(TiCN, ZrN) per raccordi sanitari industriali e componenti meccanici di fascia alta-.
Opzioni di personalizzazione
Le configurazioni ingegneristiche si adattano ai vincoli della struttura e alla geometria dei componenti:
Geometria della camera:Configurazioni con porta di caricamento di tipo fossa verticale-o con porta di caricamento frontale orizzontale-.
Attrezzature per il jigging:Dispositivi planetari, a rotazione singola-o personalizzati su misura per le geometrie complesse dei pezzi 3D.
Selezione dello stack di pompaggio:Opzioni di configurazione per pacchetti di diffusione dell'olio, turbomolecolari o criopompe a seconda degli standard delle camere bianche e degli obiettivi di tempo di inattività della pompa-.
Integrazione gas ed elettricità:Trasformatori elettrici personalizzati per standard di rete regionali (ad es. 480 V/60 Hz, 415 V/50 Hz) e integrazione con sistemi di lavaggio centralizzati dei gas di scarico lato cliente-.
Controllo qualità e test di fabbrica
Ogni sistema di deposizione è sottoposto a severi controlli di qualità prima della spedizione:
Rilevamento perdite di elio:Test di tenuta con elio mediante spettrometro di massa eseguito su tutte le camere a vuoto e sui cordoni di saldatura (tasso di perdita<= 1 x 10^-9 Pa*m^3/s).
Verifica della sicurezza elettrica:Test di resistenza di isolamento, continuità di messa a terra e resistenza dielettrica ad alta-tensione conformi agli standard elettrici CE/IEC.
Prova di funzionamento funzionale:Ciclo a secco continuo di 72 ore di meccanismi di rotazione meccanica, valvole pneumatiche e sensori di interblocco dell'acqua di raffreddamento.
Test di accettazione del processo:Prova di rivestimento eseguita presso lo stabilimento di produzione per verificare l'uniformità, la durezza e l'adesione dello spessore del film (test di graffio/indentazione Rockwell).
Installazione e supporto tecnico
Linee guida per la preparazione del sito:Documentazione completa sulla disposizione della struttura che descrive in dettaglio i requisiti di carico del pavimento, la posizione dei condotti di scarico, le dimensioni del collettore dell'acqua e i punti di consegna dell'elettricità, consegnata 4 settimane prima della spedizione.
Messa in servizio:Installazione in loco, calibrazione del vuoto e collegamento elettrico-eseguiti da tecnici dell'assistenza sul campo.
Consegna della ricetta di processo:Ricette di rivestimento di base (TiN, TiAlN) sviluppate, testate e trasferite durante l'accettazione in fabbrica o la messa in funzione-in loco.
Pezzi di ricambio e diagnostica:Modulo diagnostico remoto integrato nel PLC per una rapida risoluzione dei problemi, supportato dallo stoccaggio locale di guarnizioni critiche, target catodici e piastre di schermatura.
Domande frequenti
D: In che modo il sistema controlla le macro-goccioline (spruzzi) tipiche della deposizione dell'arco catodico?
R: Il sistema incorpora campi di guida magnetici filtrati e parametri di corrente dell'arco ottimizzati per limitare la velocità dello spot del catodo, riducendo al minimo l'emissione di goccioline. Inoltre, la sincronizzazione del bias pulsato aiuta a respingere le macro-particelle durante la crescita della pellicola.
D: Qual è il tempo di consegna tipico per la produzione e la consegna?
R: Le configurazioni standard richiedono da 12 a 16 settimane dal ricevimento del deposito e dall'approvazione delle specifiche tecniche-. Le dimensioni della camera altamente personalizzate o le configurazioni ibride multi-catodo richiedono dalle 18 alle 22 settimane.
D: Questo sistema può essere integrato in una linea di produzione automatizzata?
R: Sì. L'architettura PLC include protocolli di comunicazione industriale standard (Modbus TCP, Profinet) per interfacciarsi con portali di carico automatizzati e trasportatori esterni della linea di pulizia.
D: Quali utenze devono essere fornite sul-sito dall'acquirente?
R: La struttura deve fornire un'alimentazione industriale tri-fase, un sistema di acqua refrigerata a circuito chiuso (0,2-0,3 MPa), aria compressa (0,5-0,7 MPa per la parte pneumatica) e collettori di gas per bombole certificati per Ar, N2 e gas reattivi.
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