CN112126901A - 一种高压离子轰击的真空镀膜装置及其镀膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压离子轰击的真空镀膜装置及其镀膜方法，包括底座，所述底座的上表面固定连接有主壳体，所述第一接轴和第二接轴的外表面分别焊接有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆的外表面焊接有右旋转壳体，所述第二连接杆的外表面焊接有左旋转壳体，所述主壳体的内侧壁焊接有第三电机，所述第三电机的输出轴固定连接有旋转底座；通过PLC控制器编程将所有电器元件导通，实现自动化控制。通过蒸发器馏分，将镀膜材料产生化学性的热性气体分解成对人体健康无害的不凝气与水再将其排出。其中水可以在外界提炼后循环利用，不凝气由导气管导入进设备内部提供部分热量与压力，作为废物利用。
Description
技术领域
本发明涉及真空镀膜装置技术领域，具体为一种高压离子轰击的真空镀膜装置及其镀膜方法。
背景技术
高压离子真空镀膜器作为物理气相沉积技术的一个分支，是在真空蒸镀和真空溅射的基础上发展起来的一门新型涂层制备技术。它是一种高效、无害、无污染的离子镀膜设备，具有沉积速度快、离化率高、离子能量大、设备操作简单、成本低、生产量大的优点。因此在材料表面改性领域得到了广泛应用。它既可以应用于涂敷硬质涂层，如切削工具、模具和耐磨耐腐蚀零件等；也可以应用于涂敷防护涂层，如飞机发动机的叶片、汽车钢板、散热片等。
随着该装置的普及，相关技术问题也接踵而至——镀膜材料离子真空镀膜工艺需要的环境为高温高压，如果温度变化则可能造成镀膜工艺不良；而镀膜材料在高温蒸汽情况下会产生化学性的热性气体虽然可以满足装置的热量需求，但由于其是有一定毒性的化学性气体，在其产生后就必须将其排出，避免涂敷在镀膜装置上影响人体健康，但是如果使用简单的散热系统将其排出，容易对周围工作人员的健康造成影响。
并且，现有技术的高压离子真空镀膜器需要大量电机互相配合，因此通常需要配置一个配电柜，导致其接线与维修极其繁琐。
基于上述产生的技术问题，提出可以同时改善、互取利弊的新型的一种高压离子轰击的真空镀膜装置及其镀膜方法。
发明内容
本发明的目的在于提供高压离子轰击的真空镀膜装置及其镀膜方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压离子轰击的真空镀膜装置，包括底座，所述底座的上表面固定连接有主壳体，所述主壳体的前表面底部的两侧分别固定连接有第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机的输出轴分别焊接有第一接轴和第二接轴，所述第一接轴和第二接轴的外表面分别焊接有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆的外表面焊接有右旋转壳体，所述第二连接杆的外表面焊接有左旋转壳体，所述主壳体的内侧壁焊接有第三电机，所述第三电机的输出轴固定连接有旋转底座，所述旋转底座的上表面开设有三个连接口，所述连接口的内侧壁固定连接有离子冲击棒。
作为本技术方案的进一步优选的：所述底座的上表面固定连接有PLC控制器，所述PLC控制器的电性输出端与第一电机、第二电机、第三电机、六个风扇和排气扇的电性输入端电性连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述离子冲击棒的上表面固定连接有固定盘。
作为本技术方案的进一步优选的：所述旋转底座的上表面中部焊接有转轴，所述转轴的上表面固定连接有固定盘。
作为本技术方案的进一步优选的：所述主壳体的内侧壁焊接有风扇底座，所述风扇底座的内侧壁固定连接有六个风扇。
作为本技术方案的进一步优选的：所述主壳体的后表面焊接有后端盖，所述后端盖的外表面固定连接有导气管，所述后端盖的内侧壁固定连接有蒸发器，所述蒸发器靠近导气管的一侧固定连接有排气扇，所述蒸发器的进水口与排水口连通有两个冷凝管。
作为本技术方案的进一步优选的：所述后端盖的内侧壁固定连接有积水盘，所述积水盘的外表面开设有出水口。
作为本技术方案的进一步优选的：所述主壳体的内表面固定连接有温度传感器。
本发明还提供了一种高压离子轰击的真空镀膜方法，包括以下步骤：
S1、通过PLC控制器启动第三电机与离子冲击棒开始镀膜作业；
S2、断开第三电机与离子冲击棒，并启动风扇与蒸发器，风扇排送至此的热性气体被蒸发器所吸收，进行馏分工艺，分解成对人体健康无害的不凝气与水；
S3、积水盘接收馏分工艺所分解的水，并由外界接通水管至出水口，将水排出后由外界进行二次提炼，水资源循环利用。
作为本技术方案的进一步优选的：在所述镀膜过程中，设备内部发生故障或镀膜失误，通过PLC控制器进行控制急停，实现设备的整体断电保护。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、通过PLC控制器编程将所有电器元件导通，实现设备整体的自动化控制。
二、通过蒸发器的馏分工艺，将镀膜材料在高温蒸汽情况下会产生化学性的热性气体分解成对人体健康无害的不凝气与水再将其排出。其中水可以在外界提炼后循环利用，而对人体健康无害的不凝气是热性气体，由导气管导入进设备内部提供部分热量与压力，作为废物利用可以节省部分资源，实现资源利用最大化。
本发明结构简单，满足经济性需求的同时解决了现有技术中的技术缺陷。
附图说明
图1为本发明的左旋转壳体与右旋转壳体展开的立体结构示意图；
图2为本发明的立体结构示意图；
图3为本发明的旋转底座与离子冲击棒配合结构示意图；
图4为本发明的后端盖与蒸发器配合结构示意图；
图5为本发明的蒸发器结构示意图；
图6为本发明的导气管与主壳体配合的全剖结构示意图；
图7为本发明的PLC控制器编程电路示意图；
图8为本发明的PLC控制器的电路图。
图中：1、底座；2、主壳体；3、右旋转壳体；301、第一电机；302、第一连接杆；303、第一接轴；4、旋转底座；401、第三电机；402、连接口；403、转轴；5、风扇；6、风扇底座；7、蒸发器；701、冷凝管；702、排气扇；8、后端盖；9、积水盘；901、出水口；10、PLC控制器；11、离子冲击棒；12、固定盘；13、温度传感器；14、导气管；15、左旋转壳体；1501、第二电机；1502、第二连接杆；1503、第二接轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种高压离子轰击的真空镀膜装置，包括底座1，底座1的上表面固定连接有主壳体2，主壳体2的前表面底部的两侧分别固定连接有第一电机301和第二电机1501，第一电机301和第二电机1501的输出轴分别焊接有第一接轴303和第二接轴1503，第一接轴303和第二接轴1503的外表面分别焊接有第一连接杆302和第二连接杆1502，第一连接杆302的外表面焊接有右旋转壳体3，第二连接杆1502的外表面焊接有左旋转壳体15，主壳体2的内侧壁焊接有第三电机401，第三电机401的输出轴固定连接有旋转底座4，旋转底座4的上表面开设有三个连接口402，连接口402的内侧壁固定连接有离子冲击棒11。
本实施例中，具体的：底座1的上表面固定连接有PLC控制器10，PLC控制器10的电性输出端与第一电机301、第二电机1501、第三电机401、六个风扇5和排气扇702的电性输入端电性连接。
本实施例中，PLC控制器10的具体型号为三菱FX5UC-64MT/D。
本实施例中，具体的：离子冲击棒11的上表面固定连接有固定盘12；离子冲击棒11作为现有技术的高压离子轰击的真空镀膜器的核心工作装置，作高压离子轰击镀膜作用。
本实施例中，具体的：旋转底座4的上表面中部焊接有转轴403，转轴403的上表面固定连接有固定盘12；第三电机401可以带动旋转底座4及其配合的三个高压离子轰击与固定盘12作旋转高压离子轰击镀膜。
本实施例中，具体的：主壳体2的内侧壁焊接有风扇底座6，风扇底座6的内侧壁固定连接有六个风扇5；六个风扇5可将镀膜材料在高温蒸汽情况下会产生化学性的热性气体排至其后。
本实施例中，具体的：主壳体2的后表面焊接有后端盖8，后端盖8的外表面固定连接有导气管14，后端盖8的内侧壁固定连接有蒸发器7，蒸发器7靠近导气管14的一侧固定连接有排气扇702，蒸发器7的进水口与排水口连通有两个冷凝管701；由风扇5排送至此的热性气体被蒸发器7所吸收，进行馏分工艺，分解成对人体健康无害的不凝气与水后，水由重力原因低落，不凝气由排气扇702排送至导气管14，随后流通至设备内部提供部分热量与压力，作为废物利用可以节省部分资源，实现资源利用最大化；其中两个冷凝管701可有外界定期向蒸发器7输送氟利昂。
本实施例中，具体的：后端盖8的内侧壁固定连接有积水盘9，积水盘9的外表面开设有出水口901，当馏分工艺所分解的水由重力原因低落，会被积水盘9所接收，并由外界接通水管至出水口901，将水排出后由外界进行二次提炼，达到水资源的循环利用。
本实施例中，具体的：主壳体2的内表面固定连接有温度传感器13，温度传感器13可以将装置内温度数据发送信号至外界，供工作人员参考数据使用。
本实施例中，请参照图7，PLC控制器10编程电路示意图：X0为启动按钮，X1为暂停按钮，X2为急停按钮，继电器Y0为离子冲击棒11，Y1为第三电机401，Y2为PLC控制器10自身继电器，Y3为风扇5，Y4为排气扇702，Y5为第一电机301，Y6为第二电机1501；按下X0，接通Y0、Y1且自锁，并启动计时器T0开始三百秒计时；倒计时结束后，T0常闭变常开，常开变常闭，接通Y2且自锁，并断开Y0与Y1，并启动计时器T1开始四十五秒计时，此时Y2常开变常闭，接通Y3与Y4；当计时器T1计时结束后，则断开Y2，Y2断开Y3与Y4，且T1常开变常闭，接通Y0与Y1，然后循环重复上述动作；当按下暂停按钮X1时，X1接通Y5与Y6，且常闭变常开，暂停断开其余电路，再次按下X1即可恢复；按下急停按钮X2则断开所有电路，实现设备整体断电保护。
本发明还提供了一种高压离子轰击的真空镀膜方法，包括以下步骤：
S1、通过PLC控制器10启动第三电机401与离子冲击棒11开始镀膜作业；
S2、断开第三电机401与离子冲击棒11，并启动风扇5与蒸发器7，风扇5排送至此的热性气体被蒸发器7所吸收，进行馏分工艺，分解成对人体健康无害的不凝气与水；
S3、积水盘9接收馏分工艺所分解的水，并由外界接通水管至出水口901，将水排出后由外界进行二次提炼，水资源循环利用。
本实施例中，具体的：在所述镀膜过程中，设备内部发生故障或镀膜失误，通过PLC控制器10进行控制急停，实现设备的整体断电保护
工作原理或者结构原理：通过PLC控制器10进行控制，启动第三电机401与离子冲击棒11开始正常镀膜作业，同时启动三百秒计时(可根据实际工作情况修改PLC控制器10的程序，将此时间延长或缩短)，第三电机401可以带动旋转底座4及其配合的三个高压离子轰击与固定盘12作旋转高压离子轰击镀膜。
当三百秒计时结束后，PLC控制器10断开第三电机401与离子冲击棒11，并启动风扇5与蒸发器7开始四十五秒计时(可根据实际工作情况修改PLC控制器10的程序，将此时间延长或缩短)；此时，由六个风扇5排送至此的热性气体被蒸发器7所吸收，进行馏分工艺，分解成对人体健康无害的不凝气与水后，水由重力原因低落，不凝气由排气扇702排送至导气管14，随后流通至设备内部提供部分热量与压力，作为废物利用可以节省部分资源，实现资源利用最大化；其中两个冷凝管701可有外界定期向蒸发器7输送氟利昂。
当馏分工艺所分解的水由重力原因低落，会被积水盘9所接收，并由外界接通水管至出水口901，将水排出后由外界进行二次提炼，达到水资源的循环利用；此时计时器四十五秒计时结束，PLC控制器10控制第三电机401与离子冲击棒11重新启动并互锁断开风扇5与蒸发器7，实现电路保护；然后重复上述工作内容；其中，温度传感器13可以将装置内温度数据发送信号至外界，供工作人员参考数据使用。
需要在设备不断电的情况下打开其内部并将镀膜件取出，通过PLC控制器10进行控制，启动第一电机301、第二电机1501将右旋转壳体3和左旋转壳体15旋转打开，在第一电机301、第二电机1501启动的同时，PLC控制器10将内部所有电器元件断开，防止对工作人员造成伤害；当取出镀膜件后，再次通过PLC控制器10进行控制，设备开始正常运转。当设备内部发生故障或镀膜失误，通过PLC控制器10进行控制急停，即可实现设备的整体断电保护。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高压离子轰击的真空镀膜装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的上表面固定连接有主壳体(2)，所述主壳体(2)的前表面底部的两侧分别固定连接有第一电机(301)和第二电机(1501)，所述第一电机(301)和第二电机(1501)的输出轴分别焊接有第一接轴(303)和第二接轴(1503)，所述第一接轴(303)和第二接轴(1503)的外表面分别焊接有第一连接杆(302)和第二连接杆(1502)，所述第一连接杆(302)的外表面焊接有右旋转壳体(3)，所述第二连接杆(1502)的外表面焊接有左旋转壳体(15)，所述主壳体(2)的内侧壁焊接有第三电机(401)，所述第三电机(401)的输出轴固定连接有旋转底座(4)，所述旋转底座(4)的上表面开设有三个连接口(402)，所述连接口(402)的内侧壁固定连接有离子冲击棒(11)。
2.根据权利要求1所述的一种高压离子轰击的真空镀膜装置，其特征在于：所述底座(1)的上表面固定连接有PLC控制器(10)。
3.根据权利要求1所述的一种高压离子轰击的真空镀膜装置，其特征在于：所述离子冲击棒(11)的上表面固定连接有固定盘(12)。
4.根据权利要求1所述的一种高压离子轰击的真空镀膜装置，其特征在于：所述旋转底座(4)的上表面中部焊接有转轴(403)，所述转轴(403)的上表面固定连接有固定盘(12)。
5.根据权利要求1所述的一种高压离子轰击的真空镀膜装置，其特征在于：所述主壳体(2)的内侧壁焊接有风扇底座(6)，所述风扇底座(6)的内侧壁固定连接有六个风扇(5)。
6.根据权利要求1所述的一种高压离子轰击的真空镀膜装置，其特征在于：所述主壳体(2)的后表面焊接有后端盖(8)，所述后端盖(8)的外表面固定连接有导气管(14)，所述后端盖(8)的内侧壁固定连接有蒸发器(7)，所述蒸发器(7)靠近导气管(14)的一侧固定连接有排气扇(702)，所述蒸发器(7)的进水口与排水口连通有两个冷凝管(701)。
7.根据权利要求6所述的一种高压离子轰击的真空镀膜装置，其特征在于：所述后端盖(8)的内侧壁固定连接有积水盘(9)，所述积水盘(9)的外表面开设有出水口(901)。
8.根据权利要求1所述的一种高压离子轰击的真空镀膜装置，其特征在于：所述主壳体(2)的内表面固定连接有温度传感器(13)。
9.一种高压离子轰击的真空镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过PLC控制器(10)启动第三电机(401)与离子冲击棒(11)开始镀膜作业；
S2、断开第三电机(401)与离子冲击棒(11)，并启动风扇(5)与蒸发器(7)，风扇(5)排送至此的热性气体被蒸发器(7)所吸收，进行馏分工艺，分解成对人体健康无害的不凝气与水；
S3、积水盘(9)接收馏分工艺所分解的水，并由外界接通水管至出水口901，将水排出后由外界进行二次提炼，水资源循环利用。
10.根据权利要求9所述的一种高压离子轰击的真空镀膜方法，其特征在于，在所述镀膜过程中，设备内部发生故障或镀膜失误，通过PLC控制器(10)进行控制急停，实现设备的整体断电保护。
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