كيفية اختيار مضخة تفريغ لنظام طلاء PVD: دليل المضخة المغلقة بالزيت مقابل المضخة الجافة

يمكن أن يختلف عرضان لنفس أداة الرش المغناطيسي متوسطة الحجم المستخدمة في طلاء الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) بأكثر من 20 ألف دولار، وعادةً ما توجد الفجوة في حزمة المضخة. يقترح أحد الموردين ريشة دوارة محكمة الغلق بالزيت على مرحلتين مدعومة بمعزز الجذور؛ ويحدد الآخر مضخة لولبية جافة مع تطهير النيتروجين. كلاهما سوف يسحب الغرفة إلى الأسفل. لا يزال هناك واحد فقط يبدو ميسور التكلفة في السنة الثالثة، ويعتمد أي منهما على كيمياء العملية ودورة العمل الخاصة بك. يشرح هذا الدليل كيفية اختيار مضخة التفريغ لنظام طلاء PVD بأرقام حقيقية بدلاً من مطالبات الكتيب.

ما تفعله المضخة الداعمة داخل نظام طلاء PVD

تحدد المضخة الداعمة وقت دورتك وسقف التلوث الخاص بك، لأن كل جزيء يدخل الغرفة أو يخرج منها يمر من خلالها. إنها تقوم بوظيفتين: تحريك الغرفة من الغلاف الجوي إلى حوالي 0.05 إلى 0.1 ملي بار، حيث تتولى المضخة التوربينية الجزيئية أو مضخة الانتشار المهمة، ثم دعم مضخة الفراغ العالي هذه بشكل مستمر أثناء الترسيب بينما تتعامل مع حمولة غاز الأرجون أو النيتروجين أو الأسيتيلين أو الأكسجين بالإضافة إلى الحطام العائد من الأهداف.

يتركز خطر التلوث في نافذة ضغط واحدة. بين حوالي 1 و0.01 ملي بار، تكون المضخة المغلقة بالزيت في أسوأ حالاتها بالنسبة للتدفق العكسي للهيدروكربون: يهاجر بخار الزيت ضد تدفق الغاز نحو الغرفة. نادرًا ما يظهر الضرر عند الضخ؛ بل يظهر في نهاية الدفعة على شكل تشطيبات زخرفية ضبابية، أو طلاءات أدوات رمادية، أو اختبارات التصاق فاشلة.

مضخات الريش الدوارة المغلقة بالزيت: أين لا تزال تحقق النجاح

بالنسبة لـ PVD الزخرفي وأي تركيب محدود الميزانية، تظل الريشة الدوارة المغلقة بالزيت على مرحلتين هي المضخة الداعمة الأكثر فعالية من حيث التكلفة المتاحة، بشرط إدارة الزيت كمادة استهلاكية. تبلغ تكلفة الوحدة المكونة من مرحلتين بسرعة 100 متر مكعب في الساعة جزءًا بسيطًا من مضخة لولبية جافة ذات سرعة مماثلة، ويتم إعادة بنائها باستخدام مجموعات ريش وحشية غير مكلفة، كما تتمتع بدعم الخدمة في كل منطقة صناعية تقريبًا. يقع الضغط النهائي بالقرب من 0.002 ملي بار مع إغلاق صابورة الغاز، وبالقرب من 0.05 ملي بار مع فتح الصابورة للتعامل مع بخار الماء.

الضعف هو النفط نفسه. يحول مسحوق المعدن المتناثر والمنتجات الثانوية التفاعلية الزيت إلى حمأة، لذلك أثناء واجب الطلاء يجب عليك التخطيط لتغييرات الزيت والفلتر كل 1000 إلى 2000 ساعة تشغيل بدلاً من 4000 إلى 8000 ساعة المذكورة للخدمة النظيفة. كل تغيير يكلف من 30 إلى 60 دقيقة من التوقف.

مضخات لولبية ومخلبية جافة: دفع المزيد مقابل مكنسة كهربائية خالية من الزيت

تبلغ تكلفة المضخات الجافة حوالي ضعفين إلى أربعة أضعاف تكلفتها الأولية وتستهلك المزيد من الطاقة، ولكنها تزيل التلوث النفطي باعتباره وضع فشل وتتحمل تيارات العمليات الأكثر قذارة. تصل المضخة اللولبية الجافة الحديثة إلى ضغط نهائي يتراوح من 0.005 إلى 0.01 ملي بار بسرعات تتراوح من 100 إلى 750 م3/ساعة، بينما تقع المضخات المخلبية بالقرب من 0.02 إلى 0.05 ملي بار في إطار مدمج. يؤدي التطهير المستمر بالنيتروجين إلى إبقاء السخام والمواد المكثفة تتحرك نحو العادم بدلاً من الاستقرار داخل الآلية.

وهذا التطهير هو السبب في أن البراغي الجافة هي الخيار الافتراضي في خطوط الكربون الشبيه بالماس (DLC) وTa-C، حيث تنتج كيمياء الأسيتيلين السخام الذي من شأنه أن يتبلمر زيت المضخة في غضون أسابيع. إن المقايضات حقيقية: درجات حرارة السطح تتراوح بين 70 إلى 90 درجة مئوية، والضوضاء تتراوح بين 75 إلى 85 ديسيبل، واستهلاك الطاقة أعلى بنسبة تتراوح بين 30 إلى 50 في المائة من وحدة محكمة الغلق بالزيت ذات سرعة مماثلة، وإعادة بناء نهاية التروس بعد 20 ألف إلى 30 ألف ساعة.

كيفية اختيار مضخة التفريغ لنظام طلاء PVD: إطار عمل من 5 خطوات

قم بتحديد حجم المضخة لأسوأ ساعة معالجة لديك، وليس ورقة البيانات الأفضل. تستغرق الخطوات الخمس أدناه حوالي ساعة مع رسم الغرفة ووصفة العملية الخاصة بك.

1. جرد كيمياء العملية. إن الرش المغناطيسي بالأرجون فقط هو الحالة السهلة؛ حيث تعمل أوضاع التفاعل مع النيتروجين، ومحتوى الأسيتيلين القابل للتنزيل، وأكاسيد الأكسجين على رفع المخاطر، ويضيف التبخر القوسي قطرات معدنية سائلة تنتقل إلى المنبع.
2. احسب وقت الخشونة. الصيغة هي t = (V/S) x ln(p1/p2). تحتاج غرفة سعة 500 لتر يتم ضخها من 1000 ملي بار إلى 0.1 ملي بار بسرعة فعالة تبلغ 100 متر مكعب في الساعة إلى حوالي 3 دقائق على الورق و4 إلى 6 دقائق في الممارسة العملية، لأن السرعة تنهار بالقرب من التقاطع.
3. تحديد ميزانية التلوث. تتحمل الأجهزة الزخرفية آثار الهيدروكربونات؛ أما المجموعات البصرية والمحتوى القابل للتنزيل فلا تتحملها. إذا كانت تكلفة الدفعة المرفوضة أعلى من الفجوة السعرية بين عائلات المضخات، فإن القرار يتخذ من تلقاء نفسه.
4. تطابق التكوين. قم بمقارنة السرعة الفعالة في نطاق 0.1 إلى 1 ملي بار، حيث يحدث التخشين وإنتاج الغاز فعليًا، باستخدام الرسم البياني أدناه.
5. نموذج خمس سنوات من الملكية. إن الطاقة والنفط والمرشحات ومجموعات إعادة البناء وتوقف واحد غير مخطط له سنويًا تنتمي إلى الحساب، وليس فقط الفاتورة.

تكلفة الملكية: الأرقام التي تحسم النقاش

على مدى أفق زمني مدته خمس سنوات، تحدد المواد الاستهلاكية ووقت التوقف عن العمل أي مضخة هي الأرخص، وليس سعر الشراء. يجمع الجدول الأرقام المهمة في وقت الشراء.

بالنسبة لخط زخرفي مكون من غرفة واحدة في نوبة عمل واحدة، يفوز المسار المختوم بالزيت نقدًا خالصًا. بالنسبة لطلاء الأدوات متعدد الغرف في ثلاث نوبات، غالبًا ما تسدد الحزمة الجافة قسطها في غضون 24 إلى 40 شهرًا من خلال تجنب خدمة الزيت وتقليل رفض التلوث.

مطابقة حزمة المضخة لعملية طلاء PVD الخاصة بك

دع غاز العملية يلتقط المضخة؛ يمكن لنفس الغرفة تبرير الإجابات المعاكسة اعتمادًا على ما يجري بداخلها.

• TiN الزخرفي (نيتريد التيتانيوم) وCrN على الصنابير والأجهزة: عادةً ما تكون الريشة ذات المرحلتين المزودة بمرشح ضباب ومصيدة زيوليت وتوقيت تقاطع سريع كافية.
• طلاءات أدوات TiAlN: تعمل الريشة بالإضافة إلى معزز الجذور، لكن المسحوق المعدني يقوم بتحميل الزيت بسرعة؛ يقطع المسمار الجاف التوقفات غير المخطط لها بشكل ملحوظ.
• طبقات الكربون DLC وTa-C: يعد المسمار الجاف مع تطهير النيتروجين هو خط الأساس العملي، لأن سخام الأسيتيلين يبلمر الزيت في غضون أسابيع.
• الأكسيد التفاعلي والرش البصري: تُفضل المضخات الجافة، لأن الأكسجين والرطوبة يعملان على تسريع أكسدة الزيت ورفع عدد الجسيمات.

تحدد شركة Shanghai Zenix Vacuum Coating Technology Co., Ltd. حزم المضخات المتطابقة لأنظمة طلاء PVD الصلبة والزخرفية والوظيفية الخاصة بها، لذا فإن هذا الاختيار هو جزء من عرض أسعار النظام، وليس مجرد فكرة لاحقة.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن لمضخة محكمة الغلق بالزيت تشغيل نظام الرش على الإطلاق؟

نعم، ولا تزال العديد من الخطوط الزخرفية تفعل ذلك. احرص على إبقاء صابورة الغاز مفتوحة جزئيًا أثناء التخشين، وقم بتركيب مصيدة الزيوليت وفلتر الضباب، ثم اعبر بسرعة عبر النافذة التي يتراوح حجمها بين 1 إلى 0.01 ملي بار، وتحقق من الزيت أسبوعيًا. إذا أصبح الزيت داكنًا خلال 200 ساعة، فإن العملية تخبرك بالجفاف.

ما هو حجم مضخة الدعم التي تحتاجها غرفة PVD سعة 500 لتر؟

خطط لسرعة فعالة تقترب من 100 م3/ساعة لدورة خشونة تتراوح من 3 إلى 5 دقائق بالإضافة إلى الدعم الثابت للمضخة الجزيئية التوربينية. أضف معزز الجذور إذا كنت بحاجة إلى دورات مدتها أقل من دقيقتين أو قم بتشغيل إنتاجية غاز عالية أثناء الترسيب.

هل المضخات الجافة تلغي الصيانة؟

لا. إنها تزيل تغييرات الزيت على جانب الفراغ ولكنها لا تزال بحاجة إلى خدمة فلتر التطهير وفحص علبة التروس وإعادة البناء الكبرى في حوالي 20000 إلى 30000 ساعة. الفرق هو أن جدول صيانتها يمكن التنبؤ به بدلاً من الاعتماد على العملية.

هل من الضروري استخدام معزز الجذور على طلاء PVD؟

يصبح ذلك ضروريًا عندما يهيمن وقت الدورة أو إنتاجية الغاز بين 0.1 و1 ملي بار على الإنتاجية، وهو أمر شائع في الخطوط القوسية والخطوط التفاعلية عالية المعدل. بالنسبة لغرف الدفعات الزخرفية الصغيرة، غالبًا ما تكون الريشة ذات المرحلتين وحدها كافية.