Ricopritrice ad immersione automatica a cinque stazioni

Ricostratore a immersione automatico a cinque stazioni a temperatura costante - TOB-PTL-OV5P

Cinque stazioni di liquidi con cambio automatico, una posizione di sollevamento che supporta fino a due substrati, da 1 a 200 mm/min, camera fino a 100 °C

Panoramica del prodotto e applicazioni ideali

Il TOB-PTL-OV5P è un ricostratore a immersione da laboratorio costruito attorno a una camera a temperatura costante da 30 litri. All'interno della camera, cinque becher da 150 ml si trovano in un supporto circolare; al di sopra di essi è sospesa un'unica posizione di sollevamento che trasporta uno o due substrati. La testa di sollevamento è azionata da un motore passo-passo ad alta precisione tramite un programma PLC, impostato da un touch screen a colori da 4,3 pollici: velocità di estrazione da 1 a 200 mm/min, corsa da 1 a 75 mm, profondità di immersione fino a 60 mm, tempi di sosta e di essiccazione da 1 a 999 secondi ciascuno e da 1 a 20 cicli di immersione. La camera funziona dalla temperatura ambiente a 100 °C grazie al proprio regolatore PID a due file, in modo che l'immersione, la sosta e l'essiccazione avvengano tutte nello stesso campo di temperatura.

Le cinque stazioni sono il motivo per cui questo modello esiste. Su un ricostratore a immersione a tazza singola, un film multistrato costruito con liquidi diversi richiede di interrompere il ciclo, estrarre il campione, sostituire il becher e ricominciare, per cinque volte, e ognuna di queste interruzioni rappresenta un'opportunità affinché il film si asciughi in modo non uniforme o catturi polvere. Qui i cinque liquidi vengono caricati una sola volta, prima che la porta venga chiusa, e la macchina cambia stazione da sola tra un passaggio e l'altro. Il campione rimane sullo stesso supporto, nello stesso ambiente termico, per l'intera sequenza. Questo è ciò che rende un film a cinque strati ottenuto da cinque liquidi diversi un ciclo di routine anziché un esercizio di tempismo manuale.

Nella ricerca sulle batterie, la macchina si ritaglia il suo spazio nella fascia più piccola del processo. Il morsetto per substrati accetta provini fino a 75 mm x 25 mm x 2,5 mm e il carico di sollevamento è limitato a 100 g, che corrispondono alle dimensioni di una striscia di foglio di collettore di corrente, di un provino di separatore o di una piccola piastra di elettrodo piuttosto che di un elettrodo di produzione. Questa è la scala alla quale una nuova chimica di rivestimento, un trattamento superficiale o uno stack multistrato vengono valutati prima che qualcuno vi destini una filiera a fessura (slot die), ed è la scala alla quale si desidera disporre di cinque liquidi diversi senza aprire la camera.

Ciò che la macchina non fa merita altrettanto di essere menzionato. È un ricostratore a immersione, quindi il film si forma da un liquido che bagna il substrato e scola per gravità: è lo strumento giusto per il sol-gel, per l'assemblaggio strato per strato e per i film sottili in fase liquida, e lo strumento sbagliato per un impasto viscoso per elettrodi che deve essere dosato a uno spessore a umido fisso. Riveste provini, non rotoli. E la sua camera si ferma a 100 °C, che è il normale intervallo di essiccazione e non una temperatura di cottura.

Ideale per:

• Film multistrato realizzati con un massimo di cinque liquidi diversi sullo stesso substrato, eseguiti senza interrompere l'atmosfera della camera
• Valutazione di materiali per batterie su provini: strisce di fogli di collettore di corrente, separatori e piccole piastre di elettrodi da 75 x 25 mm
• Deposizione sol-gel e strato per strato in cui ogni strato richiede un precursore diverso e un tempo di sosta definito
• Formulazioni sensibili alla temperatura che devono essere immerse e asciugate a una temperatura controllata anziché a temperatura ambiente
• Sviluppo di metodi in un laboratorio universitario o di un istituto, in cui il ciclo deve essere sufficientemente riproducibile da poter essere descritto in un articolo

Questo è uno dei quattro ricostratori a immersione presenti nel catalogo e le differenze sono reali piuttosto che estetiche. Se non sono necessari cinque liquidi e una singola stazione è sufficiente, il ricostratore a immersione da laboratorio per film di rivestimento è il punto di ingresso più piccolo e leggero. Se il processo deve superare ampiamente i 100 °C, la macchina di rivestimento a immersione ad alta temperatura raggiunge i 1000 °C ed è una diversa categoria di forno. E se il rivestimento è un impasto dosato anziché un film liquido che cola, il rivestimento a immersione è il processo sbagliato in assoluto: questo è il regno del ricostratore a fessura da laboratorio con corsa da 800 mm o della macchina di rivestimento a fessura a doppio strato. La tabella di confronto più in basso mette i quattro ricostratori a immersione fianco a fianco.

La testa di sollevamento e il suo touch screen si trovano sopra la camera da 30 litri; il regolatore PID della camera e l'interruttore generale si trovano sulla base, motivo per cui la macchina richiede due prese anziché una.

Diteci di quanti liquidi ha bisogno il vostro stack, le dimensioni del substrato e la temperatura di essiccazione, e vi confermeremo il supporto e se le cinque stazioni coprono la vostra sequenza.

Specifiche complete

La macchina è costituita da due unità in un unico telaio: una testa di sollevamento in alto e una camera a temperatura costante sottostante, ciascuna con il proprio controller e il proprio cavo di alimentazione. Le tabelle corrispondono alla scheda tecnica, riprodotta senza arrotondamenti.

1. Unità di sollevamento e stazioni

2. Camera a temperatura costante

All'interno della camera: i cinque becher disposti in un supporto circolare sulla base, il supporto per campioni appeso sopra di essi e il pavimento perforato che consente all'aria riscaldata di circolare.

La lettura dei due dati di potenza: la testa di sollevamento ha una potenza nominale di 50 W, mentre il suo adattatore riporta DC 24 V 3,75 A, che corrisponde a una capacità di circa 90 W. Si tratta di un margine di tolleranza nell'adattatore, non di un errore nella valutazione; la testa non assorbe 90 W. La targhetta sul retro della macchina è il dato che regola l'alimentazione effettiva.

3. Installazione, alimentazione e accessori standard

Scelta tra i quattro dip coater di questa gamma

Quattro dip coater in un unico catalogo rappresentano un buon problema per un acquirente solo se le differenze sono chiaramente esposte, e qui lo sono. Non si tratta di variazioni di una sola macchina: la più piccola pesa 17 kg, la più grande 75 kg e il substrato che accettano differisce di un fattore cinque in ciascuna direzione.

La decisione si riduce a due domande. Primo, quanto è grande il substrato? Se si tratta di un campione di 75 per 25 mm, tre delle quattro macchine lo accoglieranno, e la scelta dipenderà quindi dai liquidi e dalla temperatura. Se si tratta di una piastra di 400 per 230 mm o di un pezzo che pesa più di 100 g, solo l'MMB02-200 sarà in grado di sollevarlo, e nessun numero di stazioni potrà compensare questo limite. Secondo, hai bisogno di più di un liquido nella stessa esecuzione? Se la risposta è un solo liquido, le cinque stazioni di questo modello sono pagate e non vengono mai utilizzate, e una macchina a stazione singola svolge lo stesso lavoro; se la risposta è da tre a cinque liquidi, le altre tre macchine non possono eseguire l'operazione senza che qualcuno stia lì a cambiare i beaker.

La questione della temperatura si colloca tra queste due. Se il film deve essere asciugato a più di 100 °C, questo modello e l'MMB01 sono entrambi fuori portata e l'MMB02-200, a 200 °C con un controllo di più o meno 1,5 °C, è l'unico della gamma in grado di farlo. Se l'asciugatura è una normale rimozione di solvente nella fascia da 60 a 100 °C, la camera da 30 litri qui presente è sufficiente e il riscaldatore più piccolo rappresenta un carico inferiore per la linea di alimentazione del laboratorio.

Perché cinque stazioni cambiano ciò che puoi realizzare

Il dip coating è un'idea semplice con un'esecuzione inflessibile. Un substrato entra in un liquido, esce a velocità controllata e lo spessore del film è determinato dalla velocità con cui drena. Tutto ciò che conta per la riproducibilità accade nei secondi successivi all'uscita del substrato dal liquido, e qualsiasi cosa disturbi il substrato in quei secondi, compresa la mano che sta cambiando un beaker, si riflette sul film.

Un deposito multistrato da liquidi diversi moltiplica questo problema per il numero di strati. Su una macchina a stazione singola l'operatore deve sollevare il campione, aprire la camera, sostituire un beaker da 150 ml con quello successivo, chiudere la camera, attendere che la temperatura si stabilizzi e avviare il passaggio successivo. Ogni sostituzione è un'occasione per urtare il supporto e ciascuna apre la camera all'ambiente circostante. Cinque stazioni eliminano le sostituzioni: i beaker vengono caricati prima che la porta venga chiusa e il programma seleziona il liquido successivo senza che il campione o il campo termico vengano disturbati.

Questo è ciò che rende determinati esperimenti praticabili anziché semplicemente possibili. L'assemblaggio strato per strato, in cui il substrato alterna un bagno di policatione e uno di polianione con un risciacquo in mezzo, è per sua natura un lavoro a cinque stazioni; fatto a mano è un pomeriggio di giocoleria con i beaker per un solo campione. I depositi sol-gel in cui ogni strato ha un precursore diverso e un tempo di permanenza differente sono la stessa storia. Se il valore dell'esperimento risiede nel confrontare sequenze di strati, la macchina deve cambiare i liquidi più velocemente e in modo più ripetibile di quanto possa fare una persona.

Il morsetto merita un paragrafo a sé stante, perché è il punto in cui cinque stazioni e una posizione di sollevamento si incontrano. Un morsetto trattiene uno o due substrati, di 75 per 25 mm e non più di 100 g in totale. Due substrati nello stesso morsetto non sono due esperimenti: sono un duplicato, e i duplicati sono ciò che permette di separare un effetto reale del processo dal rumore da substrato a substrato. Se ne servono più di due, il vincolo è il carico di sollevamento piuttosto che il numero di stazioni.

In un laboratorio di batterie la dimensione utile è un campione. Una striscia di lamina di collettore di corrente, un campione di separatore o una piccola piastra di elettrodo rientrano tutti nella finestra di 75 per 25 mm e pesano molto meno di 100 g, motivo per cui una macchina a cinque stazioni di queste dimensioni appartiene allo screening dei materiali piuttosto che alla produzione. Lo scopo dello screening è eseguire un numero sufficiente di varianti per individuare una tendenza; poter caricare cinque liquidi e allontanarsi è il modo in cui una matrice di screening viene completata in una settimana anziché in un mese.

Ciò che cinque stazioni non fanno è asciugare tra un strato e l'altro secondo una propria pianificazione. Il tempo di permanenza e il tempo di asciugatura sono per singolo passaggio, da 1 a 999 secondi ciascuno, e sono gli stessi valori per ogni passaggio nel programma; se il secondo strato richiede un'asciugatura più lunga rispetto al primo, ciò deve essere gestito eseguendo gli strati come programmi separati o accettando un'unica impostazione per l'intero deposito. Né cinque stazioni significano cinque temperature diverse: c'è una sola camera e un unico valore di riferimento. Entrambi i limiti meritano di essere conosciuti prima di promettere una ricetta a cinque strati a un supervisore.

Le vibrazioni rappresentano l'ultima variabile e quella più facile da trascurare. La testata aziona il substrato tramite un filo sospeso anziché un giunto rigido, e la camera poggia sullo stesso telaio, in modo che il film si formi nello stesso ambiente termico in cui si asciuga. Posizionare la macchina su un banco che ospita anche una centrifuga vanifica tutto ciò; le condizioni di installazione richiedono un sito privo di vibrazioni per un motivo ben preciso.

Caratteristiche ingegneristiche principali

• Cinque stazioni per liquidi, un'esecuzione a porta chiusa. I beaker vengono caricati prima che la porta sia chiusa e il programma cambia stazione autonomamente, in modo che un deposito multistrato ottenuto da cinque liquidi non interrompa mai il campo termico o la posizione del supporto.
• Un morsetto, uno o due substrati. Due campioni nello stesso morsetto costituiscono una coppia di duplicati eseguita in condizioni identiche, ed è così che la differenza da substrato a substrato viene isolata dall'effetto di processo.
• Velocità, corsa, permanenza e asciugatura impostate in modo indipendente. Da 1 a 200 mm/min, da 1 a 75 mm e da 1 a 999 secondi ciascuno per la permanenza a immersione e la pausa di asciugatura, ripetuti per un numero di cicli da 1 a 20.
• Una camera da 30 litri con il proprio controller. Da temperatura ambiente a 100 °C su un PID a due righe con quattro tasti, indipendente dal programma di sollevamento, in modo che la camera possa trovarsi alla temperatura desiderata prima del primo bagno.
• Azionamento a filo sospeso. Il substrato è sospeso a un filo anziché a un giunto rigido, il che lo isola dai rumori del motore e degli ingranaggi durante l'estrazione che definisce lo spessore del film.
• Limiti derivanti dalla meccanica, non dal software. 100 g sul morsetto, 60 mm di immersione, 500 g per stazione di beaker e 3000 g sul vassoio; superare uno di questi limiti altera il film anziché attivare un allarme.
• 45 kg su un ingombro a terra di 455 per 500 mm. Una persona può spostarla e si adatta a un normale banco da laboratorio senza la necessità di un telaio dedicato.

Sequenza operativa, sicurezza e manutenzione

1. Un ciclo a cinque stazioni, passo dopo passo

1. Accendere la camera e portarla alla temperatura di essiccazione. Il controller della camera è separato dal programma di sollevamento, quindi questa operazione può essere eseguita per prima e lasciata stabilizzare.
2. Riempire e posizionare i cinque beaker nel supporto circolare. Ciascun beaker deve contenere abbastanza liquido da coprire la profondità di immersione che si intende utilizzare, fino a 60 mm, altrimenti il film si interromperà dove il liquido è esaurito.
3. Fissare uno o due substrati nel supporto e verificare che il totale sia inferiore a 100 g.
4. Impostare il programma sul touch screen: velocità di estrazione, corsa, tempo di sosta, tempo di essiccazione, numero di cicli e l'ordine in cui vengono utilizzate le stazioni.
5. Chiudere la porta della camera e avviare il ciclo.
6. La macchina si posiziona sulla prima stazione, abbassa il substrato, mantiene la posizione per il tempo di sosta, si ritrae alla velocità impostata, si ferma per il tempo di asciugatura e poi passa alla stazione successiva. La sequenza si ripete fino al raggiungimento del numero di cicli impostato.
7. Aprire la porta, scaricare i substrati e annotare quale stazione ha operato in quale posizione. L'ordine degli strati costituisce l'esperimento; annotarlo direttamente presso la macchina anziché ricostruirlo a memoria.

Un dettaglio determina se vale la pena ripetere il ciclo: la relazione tra il livello del liquido e la profondità di immersione. La profondità di immersione è limitata a 60 mm, i beaker sono da 150 ml e un beaker riempito fino all'orlo e uno riempito a metà producono lunghezze di bagnatura differenti. Impostare il livello con attenzione, registrarlo e mantenerlo invariato la volta successiva, altrimenti l'area del film varierà tra cicli per il resto identici.

2. Sicurezza e condizioni del sito

La scheda tecnica di questo modello non elenca un programma di dispositivi di sicurezza e sarebbe errato inventarne uno, quindi quanto segue è ciò che la specifica effettivamente stabilisce, insieme ai punti importanti per qualsiasi dip coater riscaldato. L'alimentazione è costituita da due prese a 220 V con messa a terra, una per l'adattatore della testa e una per la camera; la messa a terra è un requisito dichiarato, non una raccomandazione. La camera raggiunge i 100 °C e le sue superfici esterne si riscaldano di conseguenza, quindi lo sportello e la finestrella risultano caldi al tatto durante un ciclo. La testa si muove ogni volta che un programma è in esecuzione e il supporto si sposta verso il basso nei beaker, per cui la regola all'interno della camera è la stessa di qualsiasi macchina con un asse in movimento: non inserire le mani mentre il programma è attivo.

Le condizioni del sito sono sufficientemente specifiche da meritare di essere ripetute come elenco di controllo: temperatura ambiente di 25 °C più o meno 15 °C, umidità relativa del 55 percento più o meno 10, assenza di polvere, assenza di vibrazioni e assenza di gas infiammabili, esplosivi o corrosivi nella stanza. La clausola sulle vibrazioni è quella che viene ignorata e di cui poi si dà la colpa alla macchina. Un dip coater condivide il banco con una centrifuga solo fino al primo film con striature.

3. Manutenzione e componenti soggetti a usura

I componenti soggetti a usura su questa macchina sono economici e per lo più in vetro. I beaker si scheggiano sul bordo e un bordo scheggiato rappresenta un tagliente esattamente all'altezza in cui passa il supporto. Con la macchina vengono forniti tre cavi di sollevamento, il che indica cosa il produttore si aspetta venga sostituito per primo: il cavo è l'elemento flessibile nella trasmissione ed è un materiale di consumo, non un componente che dura a lungo. Tenete i cavi di riserva nel cassetto invece di ordinarne uno dopo che un ciclo è fallito.

Il morsetto merita di essere pulito con un panno dopo ogni ciclo, poiché il precursore seccato sulle griffe modifica l'altezza di presa di una frazione di millimetro e, di conseguenza, la profondità di immersione. L'interno della camera è in acciaio inossidabile e non richiede altro che evitare che eventuali fuoriuscite finiscano sul pavimento perforato; un beaker che perde durante un ciclo lascia liquido sul riscaldatore ed è più facile prevenire il disordine che pulirlo. L'adattatore è un'unità standard da 100 a 240 V, quindi in caso di guasto si procede alla sostituzione piuttosto che alla riparazione.

FAQ di ingegneria

D: Un campione può davvero passare attraverso cinque liquidi diversi in un unico ciclo?

Sì, a questo servono le cinque stazioni. Caricate i beaker prima di chiudere lo sportello, impostate l'ordine delle stazioni nel programma e la macchina si sposta da un liquido all'altro senza che il campione lasci la camera. La limitazione di cui tener conto è che il tempo di permanenza e il tempo di asciugatura costituiscono un'unica coppia di impostazioni per l'intero programma, anziché una coppia per ciascuno strato; se il terzo strato richiede il doppio del tempo di asciugatura del primo, bisogna accettare un'impostazione unica o suddividere il blocco in due programmi.

D: Se blocco due substrati, ottengo due ricette indipendenti?

No. I due substrati condividono un morsetto e un programma, quindi sono duplicati piuttosto che esperimenti indipendenti: stesso liquido, stessa velocità, stesso tempo di permanenza, stessa asciugatura. Questo è utile, perché una coppia di duplicati separa la variazione da substrato a substrato dalla variazione di processo, ma non raddoppia la produttività di condizioni diverse.

D: Il mio substrato è un foglio di 10 µm, non una piastra di 2,5 mm. La morsa lo terrà saldo?

L'apparecchio è dimensionato per substrati fino a 75 per 25 per 2,5 mm con un carico di sollevamento di 100 g o inferiore, e tale valore di spessore è quello da verificare sui vostri campioni anziché dare per scontato che sia un massimo o un valore fisso. Un foglio da solo è difficile da bloccare senza un supporto; la soluzione consueta consiste nel fissare con del nastro adesivo o una clip il foglio a una piastra di supporto piatta che il morsetto può trattenere, il che mantiene la faccia rivestita piatta e la profondità di immersione controllata. Comunicateci lo spessore del foglio al momento dell'ordine e l'apparecchio potrà essere discusso insieme alla macchina anziché dopo il suo arrivo.

D: Una delle cinque stazioni può essere un risciacquo anziché un liquido di rivestimento?

Sì, e per il lavoro strato per strato di solito lo è. Una stazione è semplicemente la posizione di un becher, quindi il solvente, l'acqua o una soluzione di risciacquo la occupano come qualsiasi altro liquido, e il programma la tratta come un'ulteriore immersione con il proprio posto nella sequenza. I fluidi devono essere compatibili con i becher e con la camera in acciaio inossidabile, motivo per cui le condizioni di installazione escludono atmosfere corrosive.

D: Di quali utenze necessita oltre a due prese di corrente?

Nessuno. Non ci sono aria compressa, acqua di raffreddamento né collegamento per il vuoto; la macchina consiste in due cavi a 220 V e un banco. Questo è un vantaggio pratico in un laboratorio condiviso in cui ogni altra apparecchiatura ha già occupato la linea dell'aria.

D: La camera si ferma a 100 °C. E se mi serve di più?

Allora questo è il modello sbagliato della gamma, ed è meglio dirlo chiaramente piuttosto che girarci intorno. L'MMB02-200 raggiunge i 200 °C con un controllo di più o meno 1,5 °C e accetta substrati fino a 400 per 230 mm, al costo di una singola stazione di liquido e di un telaio molto più grande. Se ciò di cui hai realmente bisogno è la cottura anziché l'essiccazione, la macchina per dip coating ad alta temperatura collegata sopra arriva a 1000 °C ed è un forno piuttosto che un'estufetta.

Invia le dimensioni del tuo substrato, il numero di liquidi nello stack e la temperatura di essiccazione, e ti confermeremo ile il dispositivo e la sequenza delle stazioni prima di ordinare.

Email: tob.amy@tobmachine.com | Telefono: +86 181 2071 5609

Recensito da: Pinery Gong, Battery Assembly & Yield Process | Ultimo aggiornamento: 2026-11-04