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通过稳定、可靠的气流输送和低压控制,玻璃涂层制造商提高了生产率

9/21/2022

带有低辐射(low-e)涂层的建筑玻璃已经成为最受欢迎的功能性建筑材料之一。它们通过最大限度地减少热量损失和内部冷凝,在提高能源效率和保护结构方面发挥了重要作用。玻璃上的涂层或薄膜,控制着可见光能量在玻璃上的流动。这种涂层改变了电磁光谱不同部分的光传输、反射和吸收特性,包括红外线、可见光和紫外线。

玻璃涂层制造商使用稳定可靠的气体流量输送和低压控制

当从建筑物内部看建筑玻璃时,低辐射玻璃会将能量反射回建筑物内,以达到比普通玻璃低得多的热损失。从建筑物的外部看,低辐射玻璃通过传输太阳能的可见部分,同时尽量减少红外线部分,从而减少建筑物的热量损失。

低辐射玻璃涂层要求低发射率、低吸收率和高透明度。这些特殊的涂层由各种微观上很薄的化学层组成,它们被放置在一个堆栈中。有两种类型的涂层材料。

  • 半导电性
    • FTO(氟掺杂的氧化锡)
    • ITO(氧化铟锡)和
    • ZnO(氧化锌)
  • 金属质地
    • Au(黄金)和
    • Ag(银)

玻璃涂层制造商经常使用磁控溅射真空沉积(MSVD)。这种方法提供了一个具有成本效益的解决方案,优秀的涂层均匀性,改进的发射率(低于0.08),更好的热辐射控制和光学性能。溅射法用于不同类型的材料的沉积,包括金属材料、氧化物和电介质材料。

值得注意的是,玻璃市场的竞争非常激烈。因此,玻璃制造商正在不断追求在不牺牲涂层质量的情况下将成本降到最低的方法。这包括旨在开发新的、改进的层叠的内部产品/工艺开发计划。制造商也在寻求通过减少工艺时间来提高生产力。他们正在通过投资于 "智能 "和更多的动态系统来实现这一目标,以便对工艺条件进行实时补偿。通过适应性工艺技术降低运营成本,使产量和质量最大化,意义重大。整个制造过程,包括质量控制,大约需要四个星期。

Brooks Instrument与玻璃涂料制造商合作,通过提供数字质量流量控制器和真空控制解决方案来支持他们的技术和商业要求,帮助他们保持领先地位。

申请要求

玻璃涂层制造商进行长期的生产活动,要求有稳定的涂层厚度和均匀性,以及高产量和吞吐量。

具有稳定工艺条件的全自动喷涂工艺有助于降低运营成本。这些条件是通过优质的仪器设备来实现的,这些仪器设备可以提供。

  • 活性气体的高精确度、可重复性和可再现性
  • 卓越的、长期的气体控制稳定性,以保持关键的工艺参数,在生产活动之间减少仪器校准的频率
  • 数字通信协议、网络界面和增强的设备配置文件,便于设置和集成到DCS/PLC/IoT系统中。

工艺解决方案

一条玻璃镀膜生产线包括一个玻璃清洗机和一个入口室,通过几个溅射室到一个出口室。玻璃经过清洗机和高压空气干燥器,以确保清洁的表面。玻璃进入镀膜生产线,在那里它通过一个真空室,压力从大气压降到低压,这样就可以形成等离子体。玻璃进入一个带有磁控管的工艺室,在那里布鲁克斯仪器公司的SLA系列质量流量控制器提供均匀而准确的惰性氩气流量,在某些应用中,还提供活性气体,如氧气或氮气。来自等离子体的离子被吸引到涂层材料上,轰击并驱散原子。原子被均匀地施加到玻璃表面 - 产生一个薄膜。


流动计划

 

气体流量必须足以产生等离子体,并允许反应性溅射过程保持关键的工艺参数。鉴于低压控制与充足的气体流量之间的微妙平衡,高度精确且与气体无关的真空电容压力计,如Brooks Instrument XacTorr®系列,被用来控制基础压力。

如前所述,现代玻璃镀膜生产线可以高度自动化。自动化过程监测和控制关键的操作参数,如气体流量、磁场和电源。该系统不断收集各种部件的性能和诊断数据,如果有任何参数发生变化,将通过相应的补偿来纠正任何问题。

通过将高度自动化的控制过程与稳定、可靠的流量和真空过程控制解决方案相结合,玻璃镀膜制造商能够提高他们的生产力,减少浪费和运营成本,并提供具有特殊质量、可靠性和均匀性的产品。SLA系列质量流量控制器上的EtherNET/IP和PROFINET等通信协议,通过在质量流量控制器和PLC之间进行实时数据通信,实现了这种自动化。

Joerg Riedel
工业薄膜涂层市场业务发展经理--布鲁克斯仪器

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