一种镀锌板涂镀膜层实验装置的制作方法

本发明涉及一种镀锌装置，尤其涉及一种镀锌板涂镀膜层实验装置。

背景技术：

喷涂是镀锌板表面成膜重要手段之一，作为实验或教学用的喷涂工具相对比较单一，单次自动喷涂或者手工喷涂是实验室比较常见的工作方式，然而这种喷涂方式比较耗时，在开发新工艺功能薄膜时很难一次确定最佳工艺参数。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种镀锌板涂镀膜层实验装置。该装置可以对5个样品单批次同时喷涂成膜，通过控制设置实验环境梯度(样品台旋转转速、样品台温度调节、环境压力控制、单次喷涂量、喷涂时间)，可快速实现多组正交实验。该装置设计巧妙，操作简单，实验效率较高，为需要重复喷涂镀膜实验或多次喷涂镀膜实验的场所提供了一种可行的解决方案。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括底座、液压缸、喷涂室密封盖板、喷涂室、喷涂腔盖、喷涂腔、喷涂嘴、驱动装置、活塞杆、加热基板、旋转底座、弹簧固定片、卸污管口、进气口和出气口，所述液压缸设置于所述底座上，所述液压缸的所述活塞杆与所述喷涂室盖板连接，所述喷涂室位于所述喷涂室盖板下方，所述喷涂室内设置多个所述喷涂腔，所述喷涂室盖板下方设置与所述喷涂腔对应的喷涂腔盖板，所述喷涂嘴穿过所述喷涂腔盖板和所述喷涂室密封盖板，所述喷涂腔内的地步设置所述旋转底座，所述旋转底座通过所述驱动装置驱动，所述旋转底座上设置加热基板和所述弹簧固定片，所述喷涂腔底部设置所述卸污管口，所述喷涂腔的侧边设置所述进气口和出气口。

优选的，所述喷涂腔为五个，五个所述喷涂腔对应设置五个所述喷涂腔盖，每个所述喷涂腔中均设置有所述旋转底座、驱动装置、加热基板、弹簧固定片、卸污管口、进气口和出气口。

作为改进，所述底座与所述喷涂室密封盖板之间设置有导向柱，所述导向柱与所述底座之间固定连接，所述导向柱与所述喷涂室盖板之间活动连接。

优选的，所述喷涂腔与所述喷涂腔盖之间设置有橡胶密封圈。

进一步，所述驱动装置由驱动电机、减速机构和传动副组成，所述驱动电机的转轴通过所述减速机构和传动副与所述旋转底座的转轴连接。

优选的，所述喷涂腔盖通过螺栓和螺母与所述喷涂室密封盖板连接。

本发明两个液压缸的活塞杆固定于喷涂室密封盖板耳侧，活塞缸体固定于地基上，活塞杆伸缩驱动喷涂室密封盖板沿导向柱上下移动，启闭喷涂室。

喷涂室包含5个沿中心点阵列的喷涂腔，每个喷涂腔体结构相同，腔体底部含有一个卸污管口，腔体侧壁含有两个气氛控制口，一个是进气口，另一个是出气口。10个气氛控制口可以连接外部的气源，通过如plc的网络控制，实现气氛的浓度梯度控制。在腔体底部还有镀锌板固定、加热及旋转的基板。

所述的加热基板固定在旋转基底之上，加热基板采用半导体原件加热，加热温度可以通过外接的pid控制器实现温度一定范围内可调可控，基板电路导线沿旋转基底输出轴(中空轴)引出，在加热的基板上表面通过螺钉连接的有4个弹簧片，用于固定镀锌板。

所述的旋转基板位于加热基板的正下方布置，旋转基板输出轴周向配有套筒定位、支撑，输出轴与喷涂腔体底部通过角接触球轴承配合，保证旋转输出轴不至被卡死，输出轴外端采用齿轮连接。旋转电机通过调速控制箱将动力和旋转速度传递给旋转基底的输出轴。

所述的导向柱共4根，导向柱2根并排位于喷涂腔盖板耳侧，呈中心对称布置，导向柱底端固定在基地上，导向柱保证了喷涂腔体和盖板的准确密封。

所述的喷涂室密封盖板包含5组喷涂腔盖，每个喷涂腔盖与喷涂室盖板通过螺栓连接，喷涂盖与喷涂盖板的相对位置可以通过螺栓轻微调节，每个喷涂腔盖顶端设置有喷涂嘴，通过如外部网络plc可以实现喷涂量的梯度控制。

所述的液压驱动缸，两个液压缸位于喷涂腔的两侧，通过液压缸的伸缩来实现喷涂腔启闭。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种镀锌板涂镀膜层实验装置，与现有技术相比，本发明可以单次5组喷涂成膜的实验装置，该装置具有可控调节喷嘴开口大小、可控调节喷涂时间、可控调节喷涂腔的环境气氛及压力、可控调节基板温度以及基底的旋转转速等，通过控制不同变量，设置环境变量梯度，可快速优化实验喷涂工艺。

附图说明

图1是镀锌板喷涂镀膜智能装置的立体图；

图2是镀锌板喷涂镀膜智能装置的正视图；

图3是镀锌板喷涂镀膜智能装置的剖视图；

图4是镀锌板喷涂镀膜智能装置的剖视图；

图中：1.底座，2.液压缸，3.导向柱，4.喷涂室密封盖板，5.喷涂室，21.橡胶密封圈，6.驱动电机，7.减速机构，8.传动副，9.喷涂嘴，10.螺栓，11.螺母，12.活塞杆，13.喷涂腔盖，14.喷涂腔，15.弹簧固定片，16.加热基板，17.旋转底座，18.卸污管口，19.进气口，20.出气口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1至图4所示：本发明包括底座、液压缸、喷涂室密封盖板、喷涂室、喷涂腔盖、喷涂腔、喷涂嘴、驱动装置、活塞杆、加热基板、旋转底座、弹簧固定片、卸污管口、进气口和出气口，所述液压缸设置于所述底座上，所述液压缸的所述活塞杆与所述喷涂室盖板连接，所述喷涂室位于所述喷涂室盖板下方，所述喷涂室内设置多个所述喷涂腔，所述喷涂室盖板下方设置与所述喷涂腔对应的喷涂腔盖板，所述喷涂嘴穿过所述喷涂腔盖板和所述喷涂室密封盖板，所述喷涂腔内的地步设置所述旋转底座，所述旋转底座通过所述驱动装置驱动，所述旋转底座上设置加热基板和所述弹簧固定片，所述喷涂腔底部设置所述卸污管口，所述喷涂腔的侧边设置所述进气口和出气口。

优选的，所述喷涂腔为五个，五个所述喷涂腔对应设置五个所述喷涂腔盖，每个所述喷涂腔中均设置有所述旋转底座、驱动装置、加热基板、弹簧固定片、卸污管口、进气口和出气口。喷涂室密封盖板内侧有5个沿中心点均匀分布的螺纹孔，5个喷涂腔盖通过螺栓、螺母与喷涂室盖相连，5个喷涂腔盖位于5个喷涂腔的正上方，对应的喷涂腔和喷涂腔盖轴线重合，口径大小一致，密封时通过压力密封将喷涂腔和喷涂腔盖压在密封圈上形成密封。加热基板采用半导体材质加热，引导线沿输出轴(中空轴)轴线方向输出，加热基板表面设置有4个弹簧固定薄片，呈圆周均匀分布，加热基板用于加热镀锌板基底。旋转底座呈圆盘状，圆盘中心连接输出轴，圆盘上端面为加热基板，圆盘底面与套筒上端面接触，套筒支撑旋转端面。活塞杆的伸缩保证了喷涂室的启闭，通过压力作用以及密封圈的配合，保证了工作时候的可靠密封。

作为改进，所述底座与所述喷涂室密封盖板之间设置有导向柱，所述导向柱与所述底座之间固定连接，所述导向柱与所述喷涂室盖板之间活动连接。

优选的，所述喷涂腔与所述喷涂腔盖之间设置有橡胶密封圈。

进一步，所述驱动装置由驱动电机、减速机构和传动副组成，所述驱动电机的转轴通过所述减速机构和传动副与所述旋转底座的转轴连接。

优选的，所述喷涂腔盖通过螺栓和螺母与所述喷涂室密封盖板连接。

本装置使用的基本操作：在使用本装置之前，首先应检查喷涂室的环境是否清洁，卸污管口是否都关闭完全，各进气口和出气口阀是否处于关闭状态；若检查无误，方可进行后续的喷涂实验操作。

将镀锌板合适大小样板固定在1-5号喷涂腔内的弹簧固定夹内，启动液压缸的动力泵，让液压缸的活塞杆收缩到一定行程后保压，让5个喷涂腔盖完全密封好喷涂腔体。

采用控制变量的方法，设置环境变量梯度进行实验。

若考虑单次喷涂量对成膜质量的影响，其他环境因数都设置为相同条件，对喷涂的管口设置成按一定比例开度进行喷涂，最终对比成膜质量确定喷嘴最适合的开度。

若考虑喷涂腔体压力对喷涂质量的影响，可以通过进气口、出气口对腔体气压进行增压或负压，同样地，采用控制变量的方法，取腔体压力为变量值，设置压力梯度，其他条件不变，进而检查腔体内压力对成膜负载的影响，根据成膜质量确定合适的腔体压力。

若考虑基板温度对成膜质量的影响，可以通过外围电路对基板半导体进行加热，同样地，采用控制变量的方法，取基板加热温度为变量值，设置基板温度梯度，根据成膜质量确定合适的基板温度。

若考虑旋转转速对成膜质量的影响，同样地，采用控制变量的方法，取基板旋转底座旋转转速为变量值，其他条件不变。旋转转速可以根据调节电机的转速实现速度梯度设置，根据成膜质量最终确定合适的旋转转速。

若考虑喷涂的时间对成膜质量的影响，可以通过外围的配套设备设置时间梯度，根据最终的成膜质量确定合适的喷涂时间。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。