[发明专利]一种精准控制涂层形状厚度的涂覆方法

权利要求书

1.一种精准控制涂层形状厚度的涂覆方法，其特征在于，通过红外热成像法测得使用图形化掩膜和脉冲喷涂的涂层的形状信息和温度差再把信息与数据库中的理想涂层形状厚度进行对比，反馈给自适应PID控制算法来不断优化修正涂覆过程中的控制参数，实现涂层涂覆形状厚度的精准控制；其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.1使得脉冲喷头与待喷涂的基板中心在同一条垂直线上；

步骤1.2待步骤1.1完成后，将图形化钢网设置在磁性载具上，通过磁力吸引将图形化钢网覆盖在基板表面，从而实现了封装表面的图形化遮盖，对设定的图形化钢网图案进行喷涂；

步骤1.3待步骤1.2完成后，设定涂覆的控制参数，控制脉冲喷头完成基板的涂层形状厚度的涂覆工作；

步骤1.4待步骤1.3完成后，通过红外热成像法测出当前涂覆涂层的形状厚度，使用PID控制算法通过计算迭代优化喷枪的控制参数，完成下一次涂覆。

2.根据权利要求1所述的精准控制涂层形状厚度的涂覆方法，其特征在于，喷枪喷头采用点胶喷头或者雾化喷头或者压电喷头进行涂覆，具体为：使用脉冲喷涂进行初步喷涂，脉冲喷涂通过撞针以脉冲频率间歇性冲击胶体通道，使胶体以小液滴的形式进入到喷射通道；喷枪气压驱动液滴胶体快速流动，到达雾化腔，雾化成更加微小的液滴，在压差的作用下，喷出喷枪。

3.根据权利要求2所述的精准控制涂层形状厚度的涂覆方法，其特征在于，红外热成像法获得涂层的形状和厚度的分布包括以下步骤：

步骤3.1：使用脉冲激励对涂层面持续加热，同时采用红外热成像仪对标准试件涂层面采集从开始加热时刻至温度持续上升阶段的红外热图像；

步骤3.2：待步骤3.1完成后根据对应的时间Δt和涂层厚度拟合曲线，搜寻Δt所对应的涂层厚度，即为所测涂层厚度；

步骤3.3：通过红外热图像可以看出喷涂的涂层的准确形状。

4.根据权利要求3所述的精准控制涂层形状厚度的涂覆方法，其特征在于，对于曲线的拟合，具体操作步骤如下：

步骤4.1制备一系列涂层厚度不同，基板厚度相同的标准件，记每个标准件的涂层厚度为d_n，n＝1，2...N，N表示标准试件数量；

步骤4.2待步骤4.1完成后对每个标准试件，分别采用加热设备对标准试件涂层面进行持续均匀加热，同时采用红外热像仪对标准试件的涂层面采集从开始加热时刻至温度稳定上升阶段的红外热图像，获得红外热图像序列；

步骤4.3待步骤4.2完成后，使用红外热像仪采集刚开始温度持续上升阶段处涂层上下面的温度t_m、t_n，计算温度差Δti₁、Δti₂....Δti_n；

步骤4.4基于步骤4.3采集到的数据，拟合得到温度差-厚度曲线；

步骤4.5当需要对被测件进行涂层厚度测量时，采用相同的加热设备对待测件进行持续加热，得到温度差。

5.根据权利书要求3的精准控制涂层形状厚度的涂覆方法，其特征在于，使用自适应PID控制算法来不断优化修正涂覆过程中的控制参数，具体操作步骤如下：

步骤5.1将测量得到的涂层的形状厚度与设定的涂层的形状厚度相比较，计算之间的误差；

步骤5.2根据步骤5.1测出的涂覆的涂层与设定的误差，使用自适应PID控制算法，通过学习修正一些控制参数，包括喷涂胶体浓度修正，喷涂高度修正，喷涂速度修正，喷涂时序修正；

步骤5.3通过步骤5.2的修正完成，进行下一步涂覆工作；

步骤5.4待步骤5.3完成后，将得到的涂层与设定涂层进行再次对比，分析误差，传递给自适应PID控制算法，修改控制参数，直到与设定的涂层形状厚度无限接近。