BR112019005805B1 - Dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento - Google Patents

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Abstract

É descrito um dispositivo de prateleira rotativa planetária para um equipamento de nanorrevestimento, pertencendo ao campo técnico de revestimento a vácuo. No dispositivo, uma abertura de extração de ar (2) é conectada ao topo de uma câmara (3), um tubo oco (10) é montado na posição de um eixo central da câmara (3), uma extremidade superior do tubo oco (10) é conectada à abertura de extração de ar (2), um motor elétrico rotativo (9) é montado no fundo da câmara (3) e uma prateleira rotativa planetária é montada sobre o motor elétrico rotativo (9). Na prateleira rotativa planetária, um eixo rotativo é conectado ao motor elétrico rotativo (9), o eixo rotativo e o tubo oco (10) são coaxiais, um suporte de prateleira rotativa (11) é fixamente disposto sobre o eixo rotativo, pelo menos dois eixos rotativos planetários (6) são simetricamente dispostas sobre o suporte de prateleira rotativa (11), pelo menos uma camada de palete (8) é disposta sobre os eixos rotativos planetários (6) e peças de trabalho (7) a serem processadas são colocadas sobre a camada de palete (8). Durante o revestimento, a prateleira rotativa planetária executa rotação dupla contínua de girar em torno do eixo e girar sobre seu eixo geométrico, assim impedindo a espessura irregular de peças de trabalho (7) em uma região fixa devida à densidade (...).

Description

Campo Técnico
[001] A presente invenção pertence ao campo das tecnologias de revestimento a vácuo e se refere particularmente a um dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento.
Fundamentos
[002] Como método efetivo para melhorar propriedades de superfície de materiais, revestimento com plasma tem sido amplamente aplicado nos campos aeroespacial, de fabricação automotiva, maquinário, de indústria pesada, fabricação de ferramentas de ferragem e outros. Durante o revestimento com plasma, o ar em uma câmara equipamento de revestimento precisa ser exaurido a fim de manter um estado de baixa pressão e ao mesmo tempo, gases de processo e de monômero químico precisam ser fornecidos para reagir para gerar um revestimento de polímero. Uma vez que exaustão de ar contínua é necessária por todo o processo de revestimento com plasma e os locais da exaustão do ar, aberturas de entrada e de alimentação de são fixadas, o gás monômero químico tende a se difundir para a abertura de exaustão de ar, resultando em uma densidade relativamente alta do gás monômero químico nas áreas da abertura de alimentação e a direção de difusão. Desta maneira, há um fenômeno de um revestimento de polímero mais espesso sobre as superfícies de peças de trabalho revestidas nestas áreas e um revestimento mais fino em outras áreas, o que resulta em qualidade inconsistente na produção em batelada. O documento US2006/049044A1 revela um suporte para montagem de um substrato em um sistema de revestimento, o suporte compreendendo uma plataforma rotativa planetária suspensa acima de uma fonte de revestimento em uma câmara de vácuo de um sistema de deposição de vapor físico ou um sistema de deposição de vapor químico, em que o suporte de substrato usa uma trava magnética. O documento US2010/0219160A1 revela um dispositivo para tratar a superfície de uma parte tridimensional usando fontes elementares de plasma por ressonância cíclotron de elétrons. O dispositivo compreende uma fileira linear de fontes elementares de plasma e meios para submeter a pelo menos uma parte a pelo menos um movimento de revolução. A combinação do movimento de revolução e com o arranjo linear das forças elementares de plasma produz um tratamento uniforme das superfícies tridimensionais das partes complexas. Nenhum dos documentos da técnica anterior se refere a nano-revestimento.
Sumário
[003] O objetivo da presente invenção é superar as deficiências acima e prover um dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento.
[004] O objetivo acima da presente invenção é atingido através das seguintes soluções técnicas: um dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento, distinguido pelo fato de que ele consiste em uma câmara, uma abertura de exaustão de ar conectando-se ao topo da câmara, uma bomba de vácuo conectando-se à abertura de exaustão de ar, uma válvula de entrada de ar conectando-se à câmara por meio de uma tubulação de entrada de ar, uma válvula de alimentação conectando-se à câmara por meio de uma tubulação de alimentação, uma fonte de potência de radiofrequência conectando-se a um eletrodo na câmara por meio de um fio, um tubo oco instalado em uma localização de eixo central da câmara, um furo passante formado sobre o tubo oco, a abertura de exaustão de ar conectando- se à extremidade superior do tubo oco, um motor rotativo instalado no fundo da câmara e uma prateleira rotativa planetária instalada sobre o motor rotativo.
[005] A prateleira rotativa planetária consiste em um eixo rotativo e uma prateleira rotativa, em que o eixo rotativo se conecta ao motor rotativo; o eixo rotativo e o tubo oco são coaxiais; a prateleira rotativa é fixada ao eixo rotativo; pelo menos dois eixos rotativos planetários são dispostos sobre a prateleira rotativa simetricamente; pelo menos uma camada de prateleira é disposta sobre os eixos rotativos planetários; o eixo rotativo planetário é perpendicular à prateleira rotativa e é capaz de girar e a peça de trabalho a ser processada é colocada sobre a camada de prateleira.
[006] O número dos eixos rotativos planetários é 2-8 e o número das camadas de prateleira é 1-10.
[007] O volume da câmara é 50-3000 L e o material da câmara é liga de alumínio ou aço inoxidável.
[008] A potência da bomba de vácuo é 3-50 kW e a velocidade de bombeamento é 600-1200 m3/h.
[009] A potência do motor rotativo é 30-3000 W e a potência da fonte de potência de radiofrequência é 50-1500 W.
[0010] A presente invenção tem os seguintes efeitos vantajosos: Durante o revestimento, uma peça de trabalho não apenas revolve em torno de um eixo rotativo central, mas também gira em torno do eixo rotativo planetário. A rotação dupla contínua impede densidades irregulares do gás monômero químico em diferentes áreas de causar o fenômeno de espessura de revestimento irregular de peças de trabalho em áreas fixas. Ao mesmo tempo, o movimento rotativo da prateleira rotativa é benéfico para mistura cabal e regular do gás monômero químico na câmara.
[0011] O furo passante sobre o tubo oco na localização do eixo central pode fazer o gás monômero químico na câmara desenvolver uma tendência a difundir para a localização do furo passante na direção radial de cada camada de prateleira, resultando em uma densidade mais regular monômero químico a partir da parede da câmara até o tubo oco.
Descrição dos Desenhos
[0012] A figura 1 é um diagrama esquemático estrutural de um dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento.
[0013] Em que, 1. Bomba de vácuo; 2. Abertura de exaustão de ar; 3. Câmara; 4. Válvula de entrada de ar; 5. Válvula de alimentação; 6. Eixo rotativo planetário; 7. Peça de trabalho; 8. Camada de prateleira; 9. Motor rotativo; 10. Tubo oco; 11. Prateleira rotativa; 12. Fonte de potência de radiofrequência.
Descrição Detalhada
[0014] A presente invenção vai ser adicionalmente descrita abaixo com referência aos desenhos anexos e às maneiras de implementação específicas.
Modalidade 1
[0015] Como mostrado na figura 1, um dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento consiste em uma câmara, uma abertura de exaustão de ar 2 conectando-se ao topo da câmara 3, uma bomba de vácuo 1 conectando-se à abertura de exaustão de ar, uma válvula de entrada de ar 4 conectando-se à câmara 3 por meio de uma tubulação de entrada de ar, uma válvula de alimentação 5 conectando-se à câmara 3 por meio de uma tubulação de alimentação, uma fonte de potência de radiofrequência 12 conectando-se a um eletrodo na câmara 3 por meio de um fio, um tubo oco 10 instalado na localização do eixo central da câmara, um furo passante formado sobre o tubo oco, a abertura de exaustão de ar conectando-se à extremidade superior do tubo oco, um motor rotativo 9 instalado no fundo da câmara e uma prateleira rotativa planetária instalada sobre o motor rotativo.
[0016] A prateleira rotativa planetária consiste em um eixo rotativo e uma prateleira rotativa 11, em que o eixo rotativo conecta-se ao motor rotativo; o eixo rotativo e o tubo oco são coaxiais; a prateleira rotativa 11 é fixada ao eixo rotativo; um eixo rotativo planetário 6 é disposto sobre a prateleira rotativa simetricamente; a camada de prateleira 8 é disposta sobre o eixo rotativo planetário; o eixo rotativo planetário é perpendicular à prateleira rotativa e é capaz de girar; e uma peça de trabalho 7 a ser processada é colocada sobre a camada de prateleira.
[0017] O número dos eixos rotativos planetários é 2 e o número das camadas de prateleira é 1.
[0018] O volume da câmara 3 é 50 L e o material da câmara é liga de alumínio.
[0019] A potência da bomba de vácuo 1 é 3 kW e a velocidade de bombeamento é 600 m3/h.
[0020] A potência do motor rotativo 6 é 30 W e a potência da fonte de potência de radiofrequência é 50 W.
[0021] O processo de operação da presente invenção é mostrado como se segue: primeiro, coloca-se a peça de trabalho 7 a ser revestida sobre a camada de prateleira 8 na câmara 3 do equipamento de revestimento; exaure- se, pela bomba de vácuo 1, o ar na câmara 3 por meio de a abertura de exaustão de ar, de modo que a pressão na câmara 3 pode ser reduzida a abaixo de 1 Pa; então supre-se o gás de processo a partir da abertura de entrada de ar até a câmara por meio de a válvula de entrada de ar 4; e então adiciona-se o gás monômero químico a partir da abertura de alimentação até a câmara por meio de a válvula de alimentação 5. O motor rotativo 9 aciona o eixo rotativo para girar e neste interim, fazer o eixo rotativo planetário 6 acionar a rotação da camada de prateleira. Realiza-se a descarga pela fonte de potência de radiofrequência 12 de modo a iniciar a polimerização do gás monômero químico e a sua deposição sobre a superfície da peça de trabalho 7 para formar o revestimento de polímero.
Modalidade 2
[0022] A estrutura de cada peça assim como a relação de conexão de um dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento nesta modalidade são as mesmas que aquelas na Modalidade 1 e as diferenças de parâmetros técnicos são mostradas a seguir: O número dos eixos rotativos planetários é 4 e o número das camadas de prateleira é 3.
[0023] O volume da câmara 3 é 600 L e o material da câmara é liga de alumínio.
[0024] A potência da bomba de vácuo 1 é 10 kW e a velocidade de bombeamento é 700 m3/h.
[0025] A potência do motor rotativo 6 é 400 W e a potência da fonte de potência de radiofrequência é 600 W.
Modalidade 3
[0026] A estrutura de cada peça assim como a relação de conexão de um dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento nesta modalidade são as mesmas que aquelas na Modalidade 1 e as diferenças de parâmetros técnicos são mostradas a seguir: O número dos eixos rotativos planetários é 4 e o número das camadas de prateleira é 5.
[0027] O volume da câmara 3 é 1200 L e o material da câmara é aço inoxidável.
[0028] A potência da bomba de vácuo 1 é 20 kW e a velocidade de bombeamento é 900 m3/h.
[0029] A potência do motor rotativo 6 é 800 W e a potência da fonte de potência de radiofrequência é 900 W.
Modalidade 4
[0030] A estrutura de cada peça assim como a relação de conexão de um dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento nesta modalidade são as mesmas que aquelas na Modalidade 1 e as diferenças de parâmetros técnicos são mostradas a seguir: O número dos eixos rotativos planetários é 6 e o número das camadas de prateleira é 8.
[0031] O volume da câmara 3 é 2200 L e o material da câmara é aço inoxidável.
[0032] A potência da bomba de vácuo 1 é 40 KW e a velocidade de bombeamento é 1100m3/h.
[0033] A potência do motor rotativo 6 é 1800 W e a potência da fonte de potência de radiofrequência é 1200 W.
Modalidade 5
[0034] A estrutura de cada peça assim como a relação de conexão de um dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento nesta modalidade são as mesmas que aquelas na Modalidade 1 e as diferenças de parâmetros técnicos são mostradas a seguir: O número dos eixos rotativos planetários é 8 e o número das camadas de prateleira é 10.
[0035] O volume da câmara 3 é 3000 L e o material da câmara é aço inoxidável.
[0036] A potência da bomba de vácuo 1 é 50 kW e a velocidade de bombeamento é 1200m3/h.
[0037] A potência do motor rotativo 6 é 3000 W e a potência da fonte de potência de radiofrequência é 1500 W.

Claims (5)

1. Dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento, caracterizado pelo fato de que ele consiste em uma câmara, uma abertura de exaustão de ar (2) conectando-se ao topo da câmara (3), uma bomba de vácuo (1) conectando-se à abertura de exaustão de ar, uma válvula de entrada de ar (4) conectando-se à câmara (3) por meio de uma tubulação de entrada de ar, uma válvula de alimentação (5) conectando-se à câmara (3) por meio de uma tubulação de alimentação, uma fonte de potência de radiofrequência (12) conectando-se a um eletrodo na câmara (3) por meio de um fio, um tubo oco (10) instalado na localização do eixo central da câmara, um furo passante aberto no tubo oco, a abertura de exaustão de ar conectando-se à extremidade superior do tubo oco, um motor rotativo (9) instalado no fundo da câmara e uma prateleira rotativa planetária instalada sobre o motor rotativo; em que a prateleira rotativa planetária consiste em um eixo rotativo e uma prateleira rotativa (11), em que o eixo rotativo se conecta ao motor rotativo; o eixo rotativo e o tubo oco são coaxiais; a prateleira rotativa (11) é fixada ao eixo rotativo; pelo menos dois eixos rotativos planetários (6) são dispostos sobre a prateleira rotativa simetricamente; pelo menos uma camada de prateleira (8) é disposta sobre o eixo rotativo dos eixos rotativos planetários; o eixo rotativo planetário é perpendicular à prateleira rotativa e é capaz de girar; e uma peça de trabalho (7) a ser processada é colocada sobre a camada de prateleira.
2. Dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o número dos eixos rotativos planetários é 2-8 e o número das camadas de prateleira é 1-10.
3. Dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o volume da câmara (3) é 50-3000 L e o material da câmara é liga de alumínio ou aço inoxidável.
4. Dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a potência da bomba de vácuo é 3-50 kW e a velocidade de bombeamento é 600-1200 m3/h.
5. Dispositivo de prateleira rotativa planetária para equipamento de nanorrevestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a potência do motor rotativo (6) é 30-3000 W e a potência da fonte de potência de radiofrequência é 50-1500 W.
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