Cabine de revêtement PVD

Types de cabines de revêtement PVD

Une **cabine de revêtement PVD** est une cabine industrielle utilisée pour déposer un film mince sur la surface de la pièce à usiner par le procédé de dépôt physique en phase vapeur. Il existe une variété de cabines PVD disponibles sur le marché, et elles sont généralement classées en fonction de leur système de vide, de la manière dont le matériau de revêtement est transporté, du système de maintien du substrat, ainsi que des méthodes de dépôt et de leur combinaison.

• Système de vide:

  Les chambres à vide sont les cabines où le revêtement de surface a lieu. Les cabines de revêtement sous vide PVD sont souvent utilisées pour améliorer l'adhérence des revêtements et réduire la pollution de l'atmosphère. D'autres cabines non sous vide sont plus accessibles et abordables. Cependant, elles sont généralement moins efficaces.

• Méthode de transport du matériau de revêtement:

  Certaines cabines utilisent une source de pulvérisation cathodique pour disperser le matériau de revêtement sur la surface de la pièce à usiner. D'autres, comme la cabine d'évaporation thermique, utilisent la chaleur pour vaporiser le matériau de revêtement et le déposer sur la surface de la pièce à usiner.

• Système de maintien du substrat:

  Une cabine de revêtement PVD magnétique utilise des aimants pour maintenir le substrat, tandis qu'une cabine électrique utilise des forces électrostatiques à la même fin. Des systèmes de maintien rotatifs sont disponibles, permettant des revêtements uniformes sur toutes les surfaces, y compris les parties inégales.

• Méthodes de dépôt:

  La cabine de revêtement PVD est en outre divisée en sous-types en fonction des méthodes de dépôt et de leur combinaison. Par exemple, une cabine à canon d'évaporation thermique utilise la chaleur pour vaporiser le matériau de revêtement. Une cabine de revêtement par évaporation par faisceau d'électrons (EB) utilise un faisceau d'électrons pour chauffer et évaporer le matériau de revêtement. Une cabine à cible de pulvérisation cathodique utilise l'énergie cinétique de la pièce à usiner pour détacher des atomes d'une cible du matériau de revêtement.

• Hybrides:

  Les hybrides combinent deux méthodes de dépôt ou plus pour tirer parti de différentes techniques afin d'améliorer la qualité du film.

Spécifications et entretien des cabines de revêtement PVD

Spécifications

• Taille: La taille d'une cabine indique la surface et la hauteur qu'elle offre pour les articles à revêtir. Les tailles standard sont 1000x1000x800mm, 1500x1500x1200mm et sur mesure.
• Vide de travail: Il fait référence à l'absence de pression atmosphérique dans la cabine pendant le revêtement. En règle générale, il s'évapore des matériaux à 0,01 à 1,33×10^5 Pa (0,01 à 1013,25 mbar).
• Contrôle de la température: Certaines cabines sont dotées d'un système de contrôle thermique avec une plage de température de -20 à 200 degrés et une précision de ±2 degrés. Contrôlez la température du substrat avant et après le revêtement.
• Contrôle du gaz: Les régulateurs de débit de gaz gèrent les types et les quantités de gaz dans la cabine. Par exemple, une cabine peut avoir un régulateur de débit d'hydrogène avec une plage de 0-1 l/min et un autre avec 0-5 l/min pour l'argon.
• Pompe à vide: Elle exerce la pression nécessaire pour que la cabine soit prête pour le revêtement grâce à la puissance (HP) du moteur. Une cabine typique peut avoir une pompe à vide de 5,5 HP/40L/s.
• Récupération de poudre: Il s'agit de la capacité de l'appareil à éliminer les poudres en excès de la cabine et à les recycler pour une utilisation future. Le taux de récupération est généralement compris entre 85 et 90 %.

Maintenance

• Vérifications régulières du système de vide: Assurez-vous que les joints, les colliers de serrage et les joints sont bien serrés. Vérifiez les fuites de gaz. Vérifiez que la pression à l'intérieur de la cabine est inférieure à celle à l'extérieur.
• Nettoyage de la chambre: Retirez tous les résidus de revêtement avec des chiffons imbibés de solvant. Essuyez les parois, le sol et les composants de la cabine. Utilisez une brosse douce ou un aspirateur pour nettoyer les filtres à air.
• Connexions des électrodes et des fils: Inspectez-les pour détecter toute corrosion ou tout desserrage. Assurez-vous que la source d'alimentation fournit un courant et une tension stables.
• Observer l'usure des composants: Vérifiez les pièces mécaniques de la cabine, comme les roulements, les rouleaux et les glissières, pour détecter tout dommage de surface. Graissez ou lubrifiez régulièrement les pièces mobiles.
• Étalonnage: Vérifiez périodiquement la précision des capteurs de température et de pression. Étalonnez-les pour garantir un contrôle et un enregistrement fiables des données du système.
• Entretien de la pompe à vide: Nettoyez ou remplacez le filtre de la pompe à vide. Vidangez l'huile du séparateur d'huile. Vérifiez le fonctionnement du ventilateur de refroidissement.
• Connexions des composants: Vérifiez les connexions de câblage des sources de revêtement, des traversées et des instruments. Assurez-vous d'un bon contact électrique et d'une connexion physique.
• Mises à jour du logiciel du revêtement: Sauvegardez régulièrement les paramètres du système. Mettez à jour le logiciel pour améliorer les performances et corriger les problèmes connus.
• Sécurité du système: Vérifiez les dispositifs de sécurité de la cabine de revêtement, tels que les verrous et les panneaux d'avertissement, pour garantir le fonctionnement sûr du système.

Scénarios d'application des cabines de revêtement PVD

La cabine de revêtement PVD (Physical Vapor Deposition) est utilisée pour différents scénarios d'application avec des matériaux de substrat variés.

• Pièces métalliques

  La cabine peut améliorer les propriétés de surface, comme la dureté, de divers substrats métalliques. Parmi ceux-ci, on peut citer l'acier, l'acier inoxydable, l'alliage de zinc, le laiton, etc. Après avoir acheté la cabine de revêtement PVD, de nombreux fabricants l'utilisent pour appliquer des revêtements sur des pièces métalliques. Cela améliore la résistance à l'usure et à la corrosion des pièces métalliques.

• Pièces en plastique

  La cabine peut appliquer un revêtement sur des substrats en plastique. On peut citer des exemples d'ABS, PC, PP, PS, AS, etc. Le revêtement améliore l'aspect du plastique et lui donne un aspect métallique. En plus de cela, la pièce en plastique bénéficie également d'une amélioration optique, ce qui augmente sa transparence. Les substrats en plastique avec des revêtements appliqués par la cabine de revêtement PVD sont utilisés dans les industries automobile, électronique et des biens de consommation.

• Céramiques et verre

  La cabine de revêtement PVD peut également revêtir des céramiques (comme l'alumine, la zircone, le carbure de silicium, etc.) et des substrats en verre. L'utilisation de la cabine pour appliquer un revêtement sur ces substrats améliore leur durabilité, leur résistance aux rayures et leur résistance aux produits chimiques. De plus, les propriétés optiques sont améliorées. Ceci est idéal pour la fabrication d'objets tels que des bougeoirs, des vases en verre et des dispositifs optiques.

• Matériaux composites

  Avec la cabine de revêtement PVD, des revêtements peuvent être déposés sur des matériaux composites (comme des hybrides polymère-métal ou des polymères renforcés de fibres). La cabine améliore les propriétés mécaniques, la conductivité thermique et la résistance à l'oxydation du composite.

• Outils et moules

  La cabine de revêtement PVD est couramment utilisée dans les applications d'outillage et de moulage. Les revêtements appliqués augmentent la résistance à l'usure et la lubrification des outils et des moules. Il en résulte une durée de vie prolongée et une amélioration de l'efficacité de l'usinage/du moulage.

• Composants optiques et électroniques

  La cabine de revêtement PVD est également utilisée pour la fabrication de composants optiques et électroniques. Les revêtements appliqués avec la cabine améliorent à la fois leurs propriétés optiques/électriques et leurs performances fonctionnelles. Voici quelques exemples de ces composants: lentilles, prismes, miroirs, filtres, semi-conducteurs, etc.

• Dispositifs et implants médicaux

  Les dispositifs et implants médicaux sont fabriqués avec des matériaux biocompatibles (comme le titane ou les alliages de titane). La cabine de revêtement PVD est utilisée pour appliquer des revêtements qui améliorent la biocompatibilité, la résistance à l'usure ou les propriétés antimicrobiennes des implants et des dispositifs. Les dispositifs et implants sont utilisés en orthopédie, en cardiologie et en dentisterie.

Comment choisir des cabines de revêtement PVD

Les investisseurs dans l'industrie de la machinerie devront se concentrer sur quelques caractéristiques essentielles de la cabine de revêtement PVD lorsqu'ils la sélectionneront pour leurs besoins.

• Volume de production: La taille de la cabine de revêtement PVD doit être en adéquation avec les besoins de production. Tenez compte du nombre de pièces à revêtir par jour ou par semaine. Une cabine plus grande peut être nécessaire si les volumes de production sont plus importants.
• Compatibilité du substrat: Différentes cabines de revêtement PVD sont conçues pour accueillir des substrats ou des matériaux spécifiques. Assurez-vous que la cabine peut manipuler les matériaux qui doivent être revêtus afin d'éviter tout problème de compatibilité.
• Exigences de qualité du revêtement: Différents types de cabines de revêtement PVD offrent des qualités de revêtement différentes. Par exemple, les revêtements ornés obtenus à l'aide de la cabine à pulvérisation cathodique magnétron PVD peuvent ne pas être réalisables avec d'autres méthodes. Choisissez la cabine qui répond à la qualité de revêtement souhaitée pour l'application.
• Disponibilité de l'espace: Déterminez l'espace au sol que la cabine occupera. Assurez-vous qu'il y a suffisamment d'espace pour accueillir la cabine et tout équipement associé, comme les pompes à vide et les supports de substrat.
• Contraintes budgétaires: Tenez compte du budget d'achat de la cabine de revêtement PVD et pesez les coûts par rapport aux avantages de chaque option. N'oubliez pas les dépenses supplémentaires, telles que l'installation, la maintenance et les coûts d'exploitation.
• Assistance technique: Tenez compte de la disponibilité de l'assistance technique et de la formation du fournisseur ou du fabricant. Assurez-vous que le fournisseur offre des services de maintenance et d'assistance fiables pour résoudre tout problème qui pourrait survenir avec la cabine.

FAQ sur les cabines de revêtement PVD

Q1: Comment fonctionne une cabine de revêtement PVD?

A1: Les cabines de revêtement PVD appliquent des films minces sur divers matériaux de substrat en utilisant le dépôt physique en phase vapeur. La méthode utilisée peut varier, mais les méthodes couramment utilisées dans les cabines de revêtement PVD comprennent la pulvérisation cathodique, l'évaporation ou le placage ionique par arc.

Q2: Quels sont les avantages de l'utilisation d'une cabine de revêtement PVD?

A2: Les cabines de revêtement PVD offrent de nombreux avantages. Elles créent des revêtements durables et esthétiques. Les revêtements peuvent améliorer la résistance d'un matériau à la corrosion, à l'usure, aux rayures et à la chaleur. Ils peuvent également améliorer la surface d'un matériau, la rendant brillante ou lui donnant une finition mate. Un autre avantage est que les cabines de revêtement PVD peuvent appliquer des revêtements sur divers matériaux, y compris les métaux, les céramiques et certains plastiques. Enfin, les cabines de revêtement PVD sont respectueuses de l'environnement car elles n'utilisent pas de produits chimiques toxiques.

Q3: Quelles sont les limites d'une cabine de revêtement PVD?

A3: Les principales limites des cabines de revêtement PVD sont le coût et l'épaisseur du revêtement. Les cabines ont tendance à être plus chères que les machines à boîte. Bien que le procédé PVD puisse produire des revêtements épais, toutes les méthodes ne sont pas adaptées à cette tâche.

Q4: Quels sont les deux principaux types de cabines de revêtement PVD?

A4: Les deux principaux types de cabines de revêtement PVD sont la pulvérisation cathodique magnétron réactive et le placage ionique par arc. La première utilise un matériau cible qui est généralement métallique, qui est ensuite bombardé par des ions énergétiques pour libérer ses atomes. Pour obtenir des revêtements souhaitables sur des substrats, les atomes vaporisés du matériau cible se combinent avec les gaz présents dans la cabine. La deuxième méthode consiste à utiliser un arc électrique qui vaporise le matériau cible. Cette méthode nécessite que le matériau cible soit placé dans un environnement sous vide ou à basse pression et avec des gaz réactifs pour former un plasma.