[发明专利]一种磁场辅助机器人协同的多喷头电喷雾曲面镀膜装置

说明书

本发明属于镀膜相关技术领域，其公开了一种磁场辅助机器人协同的多喷头电喷雾曲面镀膜装置。所述装置包括机械臂、通电螺线管、墨盒以及喷头，其中：通电螺线管连接于机械臂的端部，墨盒连接于所述通电螺线管的端部，喷头连接于墨盒的端部，墨盒为所述喷头供墨；所述墨盒包括多个同轴容腔，每一同轴容腔对应一进墨口以及至少一个出墨口，同一同轴容腔的出墨口对应多个喷头，进而同一同轴容腔对应多个喷头；同一同轴容腔对应的多个喷头出墨端设置导电基板，以对喷头中的墨水进行加电。本申请可以实现纳米尺寸量级液滴在大面积复杂曲面上均匀高效镀膜。

技术领域

本发明属于镀膜相关技术领域，更具体地，涉及一种磁场辅助机器人协同的多喷头电喷雾曲面镀膜装置。

背景技术

在表面加工、涂层领域，常常要用到真空蒸镀、真空磁控、喷涂雾化的方法，实现大面积制备薄膜的工艺。真空蒸镀和真空磁控要求精密的仪器设备，严格的真空环境，不适应于大面积复杂曲面的镀膜。喷涂雾化工艺可以实现低成本高效率的镀膜，利用喷雾方法镀膜首先要求雾化液滴的尺寸在纳米量级，并且雾化液滴之间尺寸一致性好，针对曲面基底，在不同位置上应该尽可能保证喷嘴与基底之间的间距保持一致，使雾化液滴在曲面基底上均匀沉积以确保镀膜厚度的均匀性。常用的雾化方法主要有压力雾化、超声雾化、静电雾化等，压力雾化借助于高压或离心力，将墨液分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装的方法；超声喷雾则是利用超声波打击液体，使得水柱边缘产生雾气，采用载气将雾气输送至基板上的涂装技术。以上两种方式都依靠较大的气流将分散后的雾滴携带到被涂物表面，针对不同粘度的喷涂物该过程将会严重影响到雾化量、雾化液滴尺寸和雾化形状的一致性，产生诸如起粒、垂流等问题，最终影响到成膜的质量。静电雾化则可以解决以上两种雾化方法气流所带来的问题。静电雾化则通过在喷雾位置施加高电压，使喷嘴处的墨液聚焦大量电荷，墨液在电场力作用下突破表面张力发生射流，随后由于液滴之间的静电排斥效应进一步破碎分散成更细小的液滴，最终形成喷雾，并沉积在目标基底上。利用静电喷雾原理在大面积曲面基底上镀膜的关键就是解决喷涂过程中喷嘴与曲面基底之间间距一致性，喷涂镀膜的均匀性以及提高镀膜效率的问题。

现有的机械臂喷涂中需要依靠外接机械泵从物料箱中抽取物料实现在特定表面上的喷涂，中国专利CN2007101777169公开了一种电喷雾装置，液体输送装置将液体输送到雾化装置，在雾化装置处施加高电压将液体雾化，借助送风装置产生的气流促使液滴飞行到更远的距离，该装置虽然原理上是利用静电喷雾原理解决了压力喷雾存在的喷头容易堵塞、液滴难雾化等问题，但为保证液滴更远距离传输借助了气流的作用，而针对与镀膜工艺而言，在液滴运动方向气流的引入极可能会引起液滴沉积的均匀性，导致挂壁、垂流等现象的发生，进而影响成膜质量，并且单喷头很难提高喷涂效率。中国专利CN2016110881955公开了一种横笛状多孔喷头的高压电喷雾装置，虽然采用了多喷头可以用于提高液滴沉积效率，但只能实现在平面上沉积，不能在任意指定曲面上实现沉积，并且由于多喷嘴施加同种极性电压，产生的多个喷雾之间携带同种电荷，在电场的作用下相邻喷头的射流会出现“八”字形排斥弯曲，导致喷涂区域分布不均匀，无法保证喷涂的质量。中国专利CN10738392A提出在圆筒状密封沉积腔中设置强磁场，通过强磁场调控薄膜沉积速度以及均匀性，虽然采用了磁场调控带电液滴，但其结构是基于一个封闭圆筒设计，沉积台也位于封闭圆筒之内，这样对于大型曲面基底沉积而言基于该装置很难实现同时针对复杂曲面基底的喷涂，此方式很难保证薄膜沉积的均匀性。

针对电喷雾原理在镀膜工艺上的应用前景以及存在的问题，亟需开发一种适用于纳米尺寸量级液滴在大面积复杂曲面上均匀高效镀膜的装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种磁场辅助机器人协同的多喷头电喷雾曲面镀膜装置，本申请可以实现纳米尺寸量级液滴在大面积复杂曲面上均匀高效镀膜。