劉增喜，張金鐫

（青島環(huán)球集團股份有限公司，青島 266400）

磁控濺射鋁鏡生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涵蓋機械設(shè)計制造、真空技術(shù)、物理學(xué)、材料學(xué)、力學(xué)和控制工程等多方面的學(xué)科知識，在生產(chǎn)過程中遇到了諸多技術(shù)難題。該文分析了真空鍍鋁過程中經(jīng)常遇到的問題，并給出了相應(yīng)的參考意見。

1 真空鍍膜室的密封

真空鍍膜室的密封性是控制真空度的關(guān)鍵，也是控制鍍膜質(zhì)量的關(guān)鍵。真空鍍膜室是九室八鎖，除四五六室相通外，其他每個室與外界都是完全隔離的，只是在玻璃通過時真空鎖才瞬間打開，然后瞬間關(guān)閉。因此，真空鍍膜室在焊接加工過程中對密封性要求很高。

為提高真空室的密封性，首先在焊接過程中全程采用氬弧焊和手工電弧焊，并要求連續(xù)焊接，無漏焊、氣孔、虛焊、焊瘤、夾渣等焊接缺陷。其次，在真空室安裝完成進行試機時，用氮質(zhì)譜檢漏儀進行檢漏，檢出漏點重新進行補焊再檢漏，直至極限壓力達到3×10－3Pa，升壓率低于1Pa／h。

1）采用直流磁控濺射鍍膜工藝，磁控靶采用旋轉(zhuǎn)模式。

2）真空鍍膜室為九室八鎖，真空鎖的鎖板用鋁材加工而成，鎖板開關(guān)由電磁換向閥、氣缸、傳動齒輪齒條驅(qū)動，密封性能好。

3）粗抽真空室采用臺階式抽氣模式，蓋板為下凹型，傳動軸之間設(shè)置填充方管可大幅減少抽真空的時間，提高生產(chǎn)效率。

4）破真空充氣系統(tǒng)采用雙層槽式分流結(jié)構(gòu)，避免了玻璃板因破真空充氣系統(tǒng)破裂而導(dǎo)致的停機，降低了玻璃板原料的損耗，節(jié)約了成本。

5）抽真空系統(tǒng)分為粗抽和精抽，可分級自動控制。

6）擴散泵的加熱電流都依據(jù)電流表分別顯示其加熱電流大小，方便監(jiān)控擴散泵電爐絲是否正常工作。

7）水冷系統(tǒng)有斷水保護裝置，水壓不足或斷水時，報警器就會發(fā)出連續(xù)響聲，同時自動關(guān)閉擴散泵加熱電源及磁控靶電源。

8）旋轉(zhuǎn)靶、真空機組各為獨立的閉環(huán)式冷卻水系統(tǒng)，配置冷卻塔后可循環(huán)使用，節(jié)約了生產(chǎn)用水。

9）傳動軸為鋁合金管軸，重量輕，轉(zhuǎn)動慣性小，使玻璃定位準確。

2 玻璃的跑偏

磁控濺射鋁鏡生產(chǎn)線總線長200～300m，輸送速度3～6m／min，基片在輸送過程中會由于各種原因產(chǎn)生橫向偏移。當偏移量達到12mm／m時，真空鍍膜會受到影響，因此必須解決玻璃輸送過程中的跑偏問題。

玻璃的跑偏跟安裝過程及輸送輥道的質(zhì)量都有密切的關(guān)系。輥道有膠輥、全膠輥、海綿輥等特殊材質(zhì)輥道，其材質(zhì)特性決定了輥道的直線度和圓度不好控制。為解決這個問題，在套上膠圈后，通過加工膠圈外表面來保證要求。安裝過程中必須找正調(diào)試，保證玻璃整線的跑偏量控制在±50mm以內(nèi)。

1）自動上片機機械式翻轉(zhuǎn)，全智能人機界面，可一次性自動設(shè)定各種參數(shù)，無需反復(fù)操作。

2）輸送臺是采用同步帶輸送，其升降由一套聯(lián)動機構(gòu)來操作，包括機架與位于其上方的輸送平臺。輸送平臺的底面固設(shè)承托支架，機架底部設(shè)置氣缸與升降托架，氣缸尾部與機架形成鉸接相連，氣缸伸縮軸端與升降托架形成鉸接相連。機架的臺面上均布鉸接若干擺動件，擺動件的底端與升降托架形成鉸接相連，擺動件的頂端與承托支架形成鉸接相連。該機構(gòu)是由一個動力設(shè)備來帶動組件實現(xiàn)擺動，確保動作一致、平穩(wěn)運行，減少了輸送臺的傾斜及顫動，并節(jié)省了相關(guān)設(shè)備配置，從而降低了成本。該機構(gòu)的操作性能實現(xiàn)了獨立性和可調(diào)節(jié)性，使得升降平臺的高度可根據(jù)使用要求進行設(shè)計調(diào)節(jié)。升降平臺升起時外觀圖，見圖1。升降平臺落下時外觀圖，見圖2。

3）同步帶采用新型帶輪張緊裝置。該帶輪的張緊裝置包括同步帶輪與中軸，同步帶輪套設(shè)于中軸上形成轉(zhuǎn)動連接，中軸的兩端處呈對稱設(shè)置帶輪支板，帶輪支板上開設(shè)導(dǎo)滑槽，中軸的兩端固設(shè)滑塊，滑塊嵌入導(dǎo)滑槽中形成滑動連接，滑塊上連設(shè)調(diào)位機構(gòu)。該帶輪的張緊裝置結(jié)構(gòu)簡單、實用可靠且易操作，既可長距離調(diào)節(jié)，也可微調(diào)，既滿足了使用過程中方便拆卸更換同步帶的需要，又滿足了正常運行時同步帶張緊的需要；同時確保同步帶平穩(wěn)運行，實現(xiàn)即時調(diào)節(jié)，無需停機，無需特殊工具。該帶輪布置圖，見圖3。

3 電氣失靈的保護

自動上下片時，可能會因為電氣失靈而導(dǎo)致吸盤架無法控制，撞向玻璃架，造成損失。

為解決這個問題，我們將吸盤架機械翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計為可往復(fù)旋轉(zhuǎn)，吸盤架的自由翻轉(zhuǎn)范圍控制在－5°～100°，而吸盤架的工作范圍是0°～95°。因此，當電氣失靈時，吸盤架仍然在安全區(qū)域內(nèi)進行翻轉(zhuǎn)，避免了意外事故的發(fā)生。

4 加工難度和加工精度

磁控濺射鋁鏡生產(chǎn)線關(guān)鍵部套的加工精度要求很高，例如淋漆機的漆刀等，還有部分大件在加工時也遇到了一些困難。為了提高加工件的精度，首先我們配置了大量的數(shù)控車床和立式、臥式加工中心，從硬件上提供了保證；其次，我們對關(guān)鍵的、要求精度高的零件，反復(fù)論證，確定了專用的工裝和合理的加工工藝。

5 漆刀的安裝

漆膜的厚度是通過控制漆刀和導(dǎo)油輥筒之間的間隙來調(diào)整的，該配置中的淋漆機漆刀垂直安裝，漆刀底部有油漆接收槽，漆刀的調(diào)整有粗調(diào)和微調(diào)兩種方式。既可操作手柄通過調(diào)整偏心套來調(diào)整導(dǎo)油輥筒和平面漆刀的間隙，達到粗調(diào)的目的，又可通過調(diào)整刀體上自帶的調(diào)整塊來調(diào)整刀體之間的縫隙，進行微調(diào)，流下的漆簾，形成瀑布，且分布均勻，形成的漆面厚度應(yīng)光滑、平整無差異，方能達到工藝要求。另外，為保證漆層的均勻度，使用過程中需要經(jīng)常清洗淋漆設(shè)備，這時可通過微調(diào)螺桿帶動偏心輪把導(dǎo)油輥筒和平面漆刀之間的間隙調(diào)到最大，再進行清洗，不需要拆卸刀體，避免了重復(fù)拆卸對設(shè)備造成的傷害，大大縮短了維護設(shè)備的時間，提高了生產(chǎn)效率。

淋漆機是淋漆工序的關(guān)鍵設(shè)備，淋漆機導(dǎo)油輥筒兩軸端安裝偏心套，這是漆膜調(diào)節(jié)的重要部件，加工精度高，安裝要求嚴格，若安裝過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，勢必會造成淋漆質(zhì)量的降低。為了解決這個問題，我們完善了設(shè)計，制定了合理的加工工藝，將導(dǎo)油輥筒兩軸端各銑上一平面，并要求保證兩平面的平面度，在結(jié)構(gòu)上予以保證。安裝方面我們首先制作了完備的工裝，來保證安裝的準確和規(guī)范；其次為漆刀的安裝，給出了安裝示意說明，并制定了規(guī)范的安裝工藝及檢驗標準，來提高安裝精度，使問題得以順利解決。漆刀機構(gòu)圖，見圖4。

新型的漆刀調(diào)整機構(gòu)，方便控制漆膜厚度；漆刀清洗簡單方便，無需拆卸刀體，通過調(diào)整漆刀間隙即可調(diào)整；漆刀為垂直安裝，底部有油漆接收槽，油漆沿著豎直淋漆刀垂直流下，流經(jīng)接收槽，更好地消除了油漆氣泡，提高了漆膜的均勻性。

6 淋漆的均勻

淋漆根據(jù)油漆的粘度特性和流體力學(xué)的原理，用噴淋方式使油漆產(chǎn)生瀑布式的漆膜。幕膜厚度應(yīng)便于調(diào)節(jié)，且分布均勻，漆面厚度應(yīng)無差異，噴鍍采用全自動控制。

鋁鏡制作一般需要淋兩道保護漆，一道底漆，一道面漆，兩次淋漆過程都是相同的。漆通過漆泵打入帶有漆唇的漆刀，漆沿著漆唇垂直均勻流下如一道幕簾，鍍好鋁膜的鏡片以70～80m／min的速度，高速通過漆簾，便在鏡片上淋上一層均勻的保護漆。

目前，傳統(tǒng)的平面淋漆設(shè)備專用的淋漆刀，油漆通過進漆口進入相對封閉的空腔。經(jīng)過兩刀體形成的縫隙形成幕簾，以瀑布的形式淋下，淋在快速通過的平面或曲面材料即可成膜，替代手掃及噴漆，通過調(diào)節(jié)兩刀體間隙，使淋漆更加均勻。但是，現(xiàn)在仍需要解決的問題是：1）間隙調(diào)整不方便。2）長時間工作后，清洗淋漆刀比較麻煩，需要整機拆卸才可以清洗。

該淋漆機為新型的淋漆裝置，均采用SUS304材質(zhì)制作，新型淋漆裝置由垂直淋漆刀、平面淋漆刀、導(dǎo)油輥筒及其他部件組成。導(dǎo)油輥筒兩軸端安裝偏心套，導(dǎo)油輥筒裝在平面漆刀上部，和平面漆刀之間形成間隙，間隙可通過偏心套來調(diào)節(jié)，垂直漆刀安裝在平面漆刀的側(cè)面。當油漆打入儲油槽后，通過平面漆刀順著垂直漆刀垂直流下，完成淋漆作業(yè)。當玻璃通過后，淋下的油漆流回接收槽，經(jīng)過緩沖消除了泡沫。

國家標準規(guī)定，鋁鏡保護漆和面漆的漆膜厚度應(yīng)大于50μm，但當漆膜厚度增加時，油漆用量會增加，烘干時間也相應(yīng)加長。這樣不但增加了生產(chǎn)成本，也降低了工作效率，更重要的是會影響到鏡板的質(zhì)量，因此淋漆時漆膜厚度是一個重點控制的參數(shù)。

7 烘干箱蓋的升降

烘干過程中經(jīng)常會出現(xiàn)玻璃意外碎裂需要清理的情況，烘箱加熱管屬于易損件，同樣也需要經(jīng)常更換，而烘干箱固定在輸送線側(cè)梁上，這時我們最需要的就是烘箱蓋能夠方便的升起，便于維修清理。目前，遇到這種情況，通常采用行車將烘箱蓋升起然后進行清理，這種升降方式不僅速度慢占用空間，而且不能多段同時操作，對于行車到達不了的位置更是無法進行。因此操作起來非常費勁，通常需要一段時間來完成。該烘干箱采用翻蓋開啟模式，并配備氣缸開啟機構(gòu)，方便清理玻璃碎片及更換加熱棒。

烘箱蓋升降機結(jié)構(gòu)，見圖5。

烘箱蓋啟動升降機構(gòu)，解決了生產(chǎn)過程中碎玻璃無法清理的問題。烘箱蓋升降機構(gòu)解決了多段不能同時升起的問題，使維修簡單方便。烘干區(qū)的溫度可溫控，調(diào)節(jié)方便，易控制。烘干箱傳動采用輥道傳動方式，降低了損耗。

8 結(jié) 語

一直以來，傳統(tǒng)鋁鏡生產(chǎn)過程中，使用單機蒸發(fā)鍍鋁，鏡片時有出現(xiàn)飛濺鋁點的現(xiàn)象，膜層厚薄不均勻。磁控濺射鋁鏡生產(chǎn)線借鑒了國際上先進的Low－E低幅射玻璃生產(chǎn)線的濺射鍍膜技術(shù)原理和銀鏡生產(chǎn)線中防護漆的淋涂及烘干技術(shù)，經(jīng)優(yōu)化組合，可以生產(chǎn)高反射鋁鏡，具有無鋁點、無黑點，有效的克服了傳統(tǒng)鋁鏡生產(chǎn)過程中產(chǎn)生鋁點和黑點的缺陷?，F(xiàn)有的鋁鏡生產(chǎn)中，玻璃片清洗、真空鍍膜、淋防護漆三道工序均需人工裝、卸各一次，工人勞動強度大，玻璃片破碎率高，易出現(xiàn)工傷事故。由于整條鋁鏡生產(chǎn)線從自動上片到噴碼下片包裝全自動完成，減少了人工成本及管理成本，并且大大減少了傳統(tǒng)鋁鏡由于頻繁搬動而導(dǎo)致的手印、污漬等缺陷。

磁控濺射鋁鏡生產(chǎn)線經(jīng)過合理設(shè)計，配置了真空濺射鍍膜段，自動化程度高，大幅降低磁控濺射鋁鏡生產(chǎn)線的造價，實現(xiàn)了磁控濺射鋁鏡的低成本、高效率生產(chǎn)，是制鏡行業(yè)設(shè)備的轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)了大型鍍膜設(shè)備的國產(chǎn)化。

［1］上海北玻鍍膜技術(shù)工業(yè)有限公司.Low－E鍍膜玻璃應(yīng)用及大規(guī)模鍍膜技術(shù)的發(fā)展［N］.中國建材報，2010－06－01.

［2］劉超英.摻鋁氧化鋅透明導(dǎo)電膜的制備與性能研究［D］.北京：中國建筑材料科學(xué)研究總院，2011.

［3］尹冬梅.Si摻雜ZnO薄膜的制備及光學(xué)性質(zhì)的研究［D］.長春：東北師范大學(xué)，2009.

［4］王曉飛.射頻磁控濺射制備Cu摻雜ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)研究［D］.蘇州：蘇州大學(xué)，2008.

［5］陳惠娟.納米碳／硅異質(zhì)結(jié)的制備及其氣敏性研究［D］.北京：中國石油大學(xué)，2010.

［6］韓瑩瑩.TiO2及其摻雜膜的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究［D］.南京：南京理工大學(xué)，2010.