CN109874220A - 一种金属水杯常压低温等离子体处理装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种金属水杯常压低温等离子体处理装置及使用方法，包括柜体，其特征在于：所述柜体呈“L”状；所述柜体的低台面上设有操作台；所述操作台上固定安装有旋转装置和操作按钮；所述柜体的高台面的侧面在旋转装置的对应位置设有槽口；所述等离子处理喷射装置设置在柜体的高台面内；所述等离子处理喷射装置包括垂直设置的滑台，设置在滑台的上限位传感器、下限位传感器和原点定位传感器，电机设置在滑台底端；所述电机上设有编码器；所述在滑台上设有水平滑台；所述水平滑台上通过夹板固定喷枪；所述喷枪穿过槽口露出柜体外。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体装置，具体涉及一种金属或塑料高分子材料的杯子用大气常压低温等离子体处理表面的装置。
背景技术
等离子体是一种高能量的物质聚集态，其中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子、光子和自由基等活性粒子。利用等离子体对材料进行处理可引起材料表面的物理变化（如刻蚀、解吸、溅射、注入、激发和电离等）和化学变化（如氧化、分解、交联、聚合和接枝等），以达到改变材料表面特性（包括亲水性、疏水性、粘合性、阻燃性、防腐性、防静电性以及生物适应性）的目的。低温等离子体的电子能量一般约为几个到几十个电子伏特，高于聚合物中常见的化学键能。因此，等离子体可以有足够的能量引起聚合物内的各种化学键发生断裂或重组，具体表现在大分子的降解，材料表面和外来气体、单体在等离子体作用下发生反应。近年来，等离子体表面改性技术在民用材料改性上的应用已成为等离子体技术的一个工程化研究热点。低温等离子处理分为等离子体聚合和等离子体表面处理。等离子体聚合是利用放电把有机类气态单体等离子化，使其产生各类活性物质，由这些活性物质之间或活性物质与单体之问进行加成反应形成聚合膜。而等离子体表面处理是利用非聚合性无机气体(Ar2、N2、H2、O2等)的等离子体进行表面反应，通过表面反应在表面引入特定官能团，产生表面侵蚀，形成交联结构层或生成表面自由基，在经等离子体活化而成的表面自由基位置，能进一步反应产生特定官能团，如氢过氧化物。较为普遍的是在高分子材料表面导人含氧官能团。如-OH、-OOH等。还有人在材料表面引入了胺基。在材料表面生成自由基或引入官能团后，就可与其他高分子单体反应进行接枝(即材料表面形成的自由基或官能团引发单体分子与之发生作用)或聚合，或直接在材料表面固定生物活性分子。在低温等离子中由于存在离子和自由电子、自由基，其提供了常规化学反应器中所没有的化学反应条件，既能使原气体中的分子分解，又可以使许多有机物单体产生聚合反应。
单纯的金属或高分子塑料材料的杯于外观上无法完全满足作为生活中所需要美观性功能要求。为解决这些问题，采用低温等离子体表面改性技术。通过等离子体处理后，能够在材料表面形成活性分子，并外观不受影响，无污染。
传统工艺的表面粗化和有机溶液清洗，不但影响外观，又会产生工业污染；且表面处理的效果不好，持久性低，且生产效率低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种操作简便、可控性强、处理成本低的金属或塑料高分子材料的杯大气常压低温等离子体处理装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种金属或塑料高分子材料的杯大气常压低温等离子体处理装置，包括柜体，柜体内设有电源、等离子体处理喷射装置、旋转装置、气源供应装置和电路配电柜，其特征在于：所述柜体呈“L”状；所述柜体的低台面上设有操作台；所述操作台上固定安装有旋转装置和操作按钮；所述柜体的高台面的侧面在旋转装置的对应位置设有槽口；所述等离子体处理喷射装置设置在柜体的高台面内；所述等离子处理喷射装置包括垂直设置的滑台，设置在滑台的上限位传感器、下限位传感器和原点定位传感器，电机设置在滑台底端；所述电机上设有编码器；所述在滑台上设有水平滑台；所述水平滑台上通过夹板固定喷枪；所述喷枪穿过槽口露出柜体外；所述旋转装置包括底端的步进电机；所述步进电机设置在柜体内，且延伸出柜体外设有固定板；所述固定板上设有旋转座；所述旋转座上设有杯模；所述柜体内设有控制器；所述编码器和控制器联接；所述控制器和设置在柜体外侧的操控面板电联接；所述控制器还和操作按钮电联接；所述电路配电柜与控制器、操控面板、操作台、等离子体处理喷射装置、旋转装置电联接；所述电源为电路配电柜供电。
进一步地，一种金属或塑料高分子材料的杯大气常压低温等离子体处理装置的使用方法：
步骤一、在开机之前，请确认电源输入插头已可靠与供电插座连接，地线接线柱已可靠与标准大地连接。确认无误后，顺时针转动设备总电源开关至极限位置，设备上电，气源供应装置工作；
步骤二、将未处理的杯子可靠放置试件基模上，根据杯子的尺寸，通过水平手动滑台的手柄调整喷枪到杯子处理面的距离5-15mm之间；
步骤三、根据杯子处理面的需求，选择圆周或角度摆动模式，设定相应的参数：
圆周模式：杯模在旋转座上旋转圈数0-999，圈速0-5米/分钟，旋转方向的设定；等离子体喷枪起始点位置的设定；等离子体喷枪上下移动的行程设定0-400mm；
角度摆动模式：杯模在旋转座上旋转次数0-999次，圈速0-5米/分钟，旋转角度0-360度的设定；
等离子体处理喷射装置起始点位置的设定：喷枪上下移动的行程设定0-400mm。
步骤四、按下操作台上的操作按钮，此时设备按照设定参数对杯子表面进行低温等离子体表面处理。处理流程结束后，将处理后的工件取出。
进一步地，所述柜体由铝合金材料模具拉伸拼装组合而成。
进一步地，所述试旋转装置由步进电机通过轴承旋转块直联带动旋转座。
再进一步地，所述喷枪为旋转式射流低温等离子体喷枪，其离子和电子的能量达到6-10eV。
本发明的有益效果是：
操作简便、可控性强、处理成本低；可根据处理试件的直径和高度及处理效果要求，灵活调整装置尺寸及处理工艺，且在常压空气中处理，处理成本低廉、效率高。所述的旋转装置，由步进电机通过轴承旋转块直联带动试件固定块，试件垂直插入试件固定块。实现试件在水平位置圆周及步进或角度运动。电机直联重载滑台固定低温等离子体喷枪而成。实现低温等离子喷枪定点及上下往复运动。喷枪射出离子和电子的能量达到6-10eV，喷射出的低温等离子体流为中性，不带电。通过定位控制和手动输入控制数据来达到自动化设备运行，可根据处理试件的直径和高度及处理效果要求，灵活调整装置尺寸及处理工艺。滑台上设有的上限位传感器、下限位传感器和原点定位传感器可以使机器启动时，喷枪自动复位至原点位置，通过限位传感器、下限位传感器防止喷枪过高或者过低影响处理效率。编码器将空间位置扫面至控制器，通过控制器来控制喷枪喷射定位，节省了大量人力资源，并且避免了人为工作的误差。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是等离子体处理喷射装置结构示意图；
图3是旋转装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图1至图3所示，一种金属水杯常压低温等离子体处理装置，包括柜体1，柜体1内设有电源、等离子处理喷射装置2、旋转装置3、气源供应装置和电路配电柜，其特征在于：所述柜体1呈“L”状；所述柜体1的低台面上设有操作台4；所述操作台4上固定安装有旋转装置3和操作按钮5；所述柜体1的高台面的侧面在旋转装置3的对应位置设有槽口6；所述等离子处理喷射装置2设置在柜体1的高台面内；所述等离子处理喷射装置2包括垂直设置的滑台21，设置在滑台21的上限位传感器22、下限位传感器23和原点定位传感器24，电机25设置在滑台底端；所述电机25上设有编码器26；所述在滑台21上设有水平滑台27；所述水平滑台27上通过夹板固定喷枪28；所述喷枪28穿过槽口6露出柜体1外；所述旋转装置3包括底端的步进电机31；所述步进电机31设置在柜体1内，且延伸出柜体1外设有固定板32；所述固定板32上设有旋转座33；所述旋转座33上设有杯模34；所述柜体1内设有控制器；所述编码器26和控制器联接；所述控制器和设置在柜体1外侧的操控面板7电联接；所述控制器还和操作按钮5电联接；所述电路配电柜与控制器、触屏操控面板7、操作台4、等离子处理喷射装置2、旋转装置3电联接；所述电源为电路配电柜供电。
进一步地，所述柜体1由铝合金材料模具拉伸拼装组合而成。
进一步地，所述试旋转装置3由步进电机31通过轴承旋转块直联带动旋转座33。
再进一步地，所述喷枪28为旋转式射流低温等离子体喷枪，其离子和电子的能量达到6-10eV。
可根据处理试件的直径和高度及处理效果要求，灵活调整装置尺寸及处理工艺，且在常压空气中处理，处理成本低廉、效率高。旋转装置，由步进电机通过轴承旋转块直联带动试件固定块，试件垂直插入试件固定块。实现试件在水平位置圆周及步进或角度运动。电机直联重载滑台固定低温等离子喷枪而成。实现低温等离子喷枪定点及上下往复运动。喷枪射出离子和电子的能量达到6-10eV，喷射出的低温等离子体流为中性，不带电。通过定位控制和手动输入控制数据来达到自动化设备运行，可根据处理试件的直径和高度及处理效果要求，灵活调整装置尺寸及处理工艺。编码器26将空间位置扫面至控制器，通过控制器来控制喷枪28喷射定位，节省了大量人力资源，并且避免了人为工作的误差。
步骤一、在开机之前，请确认电源输入插头已可靠与供电插座连接，地线接线柱已可靠与标准大地连接。确认无误后，顺时针转动设备总电源开关至极限位置，设备上电，气源供应装置工作。
步骤二、将未处理的杯子可靠放置试件基模上，根据杯子的尺寸，通过水平手动滑台的手柄调整喷枪到杯子处理面的距离（5-15mm之间）。
步骤三、根据杯子处理面的需求，选择圆周或角度摆动模式，设定相应的参数。
1、圆周模式：杯模34在旋转座33上旋转圈数0-999，圈速0-5米/分钟，旋转方向的设定；等离子喷枪起始点位置的设定；等离子喷枪上下移动的行程设定0-400mm。
2、角度摆动模式：杯模34在旋转座33上旋转次数0-999次，圈速0-5米/分钟，旋转角度（0-360度）的设定；
3、等离子处理喷射装置2起始点位置的设定：喷枪28上下移动的行程设定0-400mm。
步骤四、按下操作台4上的操作按钮5，此时设备按照设定参数对杯子表面进行低温等离子体表面处理。处理流程结束后，将处理后的工件取出。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种金属水杯常压低温等离子体处理装置，包括柜体（1），柜体（1）内设有电源、等离子处理喷射装置（2）、旋转装置（3）、气源供应装置和电路配电柜，其特征在于：所述柜体（1）呈“L”状；所述柜体（1）的低台面上设有操作台（4）；所述操作台（4）上固定安装有旋转装置（3）和操作按钮（5）；所述柜体（1）的高台面的侧面在旋转装置（3）的对应位置设有槽口（6）；所述等离子处理喷射装置（2）设置在柜体（1）的高台面内；所述等离子处理喷射装置（2）包括垂直设置的滑台（21），设置在滑台（21）的上限位传感器（22）、下限位传感器（23）和原点定位传感器（24），电机（25）设置在滑台底端；所述电机（25）上设有编码器（26）；所述在滑台（21）上设有水平滑台（27）；所述水平滑台（27）上通过夹板固定喷枪（28）；所述喷枪（28）穿过槽口（6）露出柜体（1）外；所述旋转装置（3）包括底端的步进电机（31）；所述步进电机（31）设置在柜体（1）内，且延伸出柜体（1）外设有固定板（32）；所述固定板（32）上设有旋转座（33）；所述旋转座（33）上设有杯模（34）；所述柜体（1）内设有控制器；所述编码器（26）和控制器联接；所述控制器和设置在柜体（1）外侧的操控面板（7）电联接；所述控制器还和操作按钮（5）电联接；所述电路配电柜与控制器、操控面板（7）、操作台（4）、等离子处理喷射装置（2）、旋转装置（3）电联接；所述电源为电路配电柜供电。
2.如权利要求1所述的一种金属水杯常压低温等离子体处理装置的使用方法：
步骤一、在开机之前，请确认电源输入插头已可靠与供电插座连接，地线接线柱已可靠与标准大地连接；
确认无误后，顺时针转动设备总电源开关至极限位置，设备上电，气源供应装置工作；
步骤二、将未处理的杯子可靠放置试件基膜上，根据杯子的尺寸，通过水平手动滑台的手柄调整喷枪到杯子处理面的距离10-15mm之间；
步骤三、根据杯子处理面的需求，选择圆周或角度摆动模式，设定相应的参数：
圆周模式：杯模（34）在旋转座（33）上旋转圈数0-999，圈速0-5米/分钟，旋转方向的设定；等离子喷枪起始点位置的设定；等离子喷枪上下移动的行程设定0-400mm；
角度摆动模式：杯模（34）在旋转座（33）上旋转次数0-999次，圈速0-5米/分钟，旋转角度0-360度的设定；
等离子处理喷射装置（2）起始点位置的设定：喷枪（28）上下移动的行程设定0-400mm；
步骤四、按下操作台（4）上的操作按钮（5），此时设备按照设定参数对杯子表面进行低温等离子体表面处理；处理流程结束后，将处理后的工件取出。
3.如权利要求1所述的一种金属水杯常压低温等离子体处理装置，其特征在于：所述柜体（1）由铝合金材料模具拉伸拼装组合而成。
4.如权利要求1所述的一种金属水杯常压低温等离子体处理装置，其特征在于：所述试旋转装置（3）由步进电机（31）通过轴承旋转块直联带动旋转座（33）。
5.如权利要求1所述的一种金属水杯常压低温等离子体处理装置，其特征在于：所述喷枪（28）为旋转式射流低温等离子喷枪，其离子和电子的能量达到6-10eV。
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