汕頭市慶達機電設(shè)備有限公司 楊偉光 陳爍升
摘要：多功能涂布實驗機作為集成多種涂布工藝與涂層處理功能的實驗室設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于材料科學、電子信息、光學工程及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域，成為行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新焦點。隨著智能化技術(shù)的深入發(fā)展，該設(shè)備的智能化升級與應(yīng)用拓展展現(xiàn)出巨大市場潛力。本文通過系統(tǒng)闡述多功能涂布實驗機的技術(shù)特性與創(chuàng)新優(yōu)勢，旨在推動智能化涂布技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程，為科研機構(gòu)的前沿探索及制造企業(yè)的工藝優(yōu)化提供可靠數(shù)據(jù)支撐，共同開啟精準涂布的新紀元。
一、市場背景
在材料科學與工業(yè)制造領(lǐng)域的快速發(fā)展進程中，涂布技術(shù)作為核心工藝之一，其精度與效率的提升對推動科技進步和產(chǎn)業(yè)升級起著至關(guān)重要的作用。隨著新材料產(chǎn)業(yè)的蓬勃興起以及科研需求的持續(xù)升級，一款集成智能化與多功能特性的涂布實驗機應(yīng)運而生，為科研人員和工程師提供了前所未有的創(chuàng)新平臺。這款智能化多功能涂布實驗機憑借卓越的技術(shù)性能、靈活的應(yīng)用場景以及高效的智能控制，正引領(lǐng)涂布技術(shù)邁入全新發(fā)展階段，為材料科學與工業(yè)制造領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展注入強勁動能。
作為涂布技術(shù)領(lǐng)域的資深專家、潮汕星河獎獲得者，汕頭市慶達機電設(shè)備有限公司總經(jīng)理陳耀渠先生帶領(lǐng)研發(fā)團隊，敏銳洞察到傳統(tǒng)涂布設(shè)備在功能單一性、精度控制等方面的技術(shù)瓶頸。依托深厚的行業(yè)經(jīng)驗與創(chuàng)新能力，成功研發(fā)出新一代 SYJ650 型多功能涂布實驗機。該設(shè)備以模塊化設(shè)計理念為核心，通過與基材供應(yīng)商、涂布材料廠商及終端用戶的深度協(xié)同創(chuàng)新，實現(xiàn)了網(wǎng)紋輥刮刀正、逆涂布、狹縫擠出涂布、逗號刮刀涂布、微凹版涂布等五種涂布工藝的快速切換。
經(jīng)客戶測試生產(chǎn)驗證，SYJ650 型設(shè)備可大大降低研發(fā)成本 ，涂層厚度控制精度 達到設(shè)計約定要求，生產(chǎn)效率大大提升，其創(chuàng)新成果已通過發(fā)明專利 "一種具備多種涂布方式的涂布頭"（授權(quán)公告號：CN119186921B）獲得知識產(chǎn)權(quán)保護。該設(shè)備不僅為客戶提供了突破性的實驗平臺，更通過智能化工藝優(yōu)化系統(tǒng)，推動涂布技術(shù)向納米級精度、智能化生產(chǎn)方向跨越式發(fā)展，助力新材料研發(fā)與高端制造產(chǎn)業(yè)升級。
二、多功能涂布實驗機主要特點：
【卓越性能 引領(lǐng)技術(shù)革新】
多功能涂布實驗機集成了網(wǎng)紋輥刮刀正、逆涂布、逗號刮刀涂布、狹縫擠出涂布、微凹版涂布等多種先進涂布工藝，突破了傳統(tǒng)設(shè)備功能單一的局限性，實現(xiàn)了多工藝的高度集成與靈活切換。設(shè)備采用精密涂布頭設(shè)計與伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)微米級至納米級的涂層厚度控制，顯著提升涂層均勻性和致密性，滿足高端科研機構(gòu)及制造企業(yè)對涂布精度的嚴苛要求。該設(shè)備支持從薄膜到紙質(zhì)基材的全類型材料適配，為新型材料研發(fā)與產(chǎn)品創(chuàng)新提供了廣闊空間。
【模塊化設(shè)計，靈活多變】
模塊化設(shè)計是該設(shè)備的另一大技術(shù)創(chuàng)新點。通過人機交互界面切換以及靈活的涂布頭模塊組合，用戶可以輕松適應(yīng)不同基材、不同涂布需求的工藝要求，大大提高了設(shè)備的靈活性和適用性。這種設(shè)計不僅降低了用戶的運營成本和維護成本，更為科研創(chuàng)新與工藝優(yōu)化提供了廣闊的空間。
【節(jié)能高效 綠色生產(chǎn)】
設(shè)備搭載節(jié)能型干燥系統(tǒng)，采用高效風機與變頻電磁感應(yīng)加熱技術(shù)，兼具加熱速度快、熱效率高、溫度控制精準等優(yōu)勢。結(jié)合多段溫控技術(shù)，確保各區(qū)段干燥效率與固化工藝的精準匹配。實測數(shù)據(jù)顯示，相比傳統(tǒng)干燥方式可節(jié)能 30%-50%，既符合綠色低碳生產(chǎn)趨勢，又為用戶構(gòu)建可持續(xù)生產(chǎn)環(huán)境，助力企業(yè)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。
【電氣控制，便捷高效】
設(shè)備采用 PLC 可編程邏輯控制器集成控制與直觀的觸摸式人機界面（HMI）交互設(shè)計，操作人員可通過屏幕輕松完成涂布參數(shù)設(shè)置與調(diào)整，并實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)。該控制系統(tǒng)不僅提升了操作便捷性，更顯著降低人為操作誤差，確保實驗與生產(chǎn)過程的重復(fù)性和穩(wěn)定性。
設(shè)備配備了全自動張力控制、多點自動糾偏、溫度全自動控制以及全伺服運動控制等先進功能，能夠?qū)崿F(xiàn)涂布全流程的自動化運行。系統(tǒng)會依據(jù)預(yù)設(shè)值自動對涂布速度、張力大小、溫度高低等工藝參數(shù)進行精準調(diào)整，確保涂布過程始終處于最佳狀態(tài)，保障涂布質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。
此外，設(shè)備還配套了遠程控制模塊，操作人員可通過網(wǎng)絡(luò)在遠程終端對設(shè)備進行操作和監(jiān)控，極大提升了操作的便捷性和管理效率。同時，設(shè)備預(yù)留了電氣擴展接口，為后續(xù)添加新功能模塊、接入更先進的傳感器或控制系統(tǒng)等系統(tǒng)升級操作提供了堅實的硬件基礎(chǔ)，便于設(shè)備在未來能夠快速適應(yīng)不斷變化的生產(chǎn)需求和技術(shù)發(fā)展趨勢。
三、多功能實驗機設(shè)備詳細介紹
國內(nèi)外有多家開發(fā)多功能涂布實驗機，針對各自領(lǐng)域定制設(shè)備，現(xiàn)以汕頭市慶達機電有限公司開發(fā)SYJ650多功能涂布實驗機設(shè)備為例，詳細介紹涂布實驗機如下：
SYJ650多功能涂布實驗設(shè)備是卷對卷方式，適應(yīng)于實驗室或小型涂布產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)。實驗機中涂布頭配置有網(wǎng)紋輥正、逆轉(zhuǎn)涂布頭、逗號刮刀涂布頭、狹縫涂布頭及微凹版涂布頭等五種涂布方式，網(wǎng)紋輥正、逆轉(zhuǎn)涂布頭固定安裝壁板上設(shè)計，其他三種涂布頭采用高精度定位的滑軌小車式，精密定位機構(gòu)，自動對中系統(tǒng)，通過PLC控制系統(tǒng)快速切換不同涂布模式，適應(yīng)不同產(chǎn)品對涂料和基材需求，薄膜涂布烘道裝置采用三段兩米熱風循環(huán)烘箱以及紅外線輔助加熱，干燥熱效率高，能耗小，配套UV光固化裝置，薄膜冷卻采用雙輥冷卻，收卷采用全自動收卷機。
機組配置西門子 PLC 及一臺 11″彩色觸摸屏，對整機進行操作和控制，包括速度、張力控制、烘箱溫度、在線檢測、在線幫助、報警處理以及生產(chǎn)參數(shù)儲存等等，操作直觀方便。對整機多點驅(qū)動和多段張力實現(xiàn)動態(tài)同步控制；產(chǎn)品涂布均勻，成品表面無損傷壓傷等缺陷。 驅(qū)動電機全部采用伺服電機，使整機運行張力平穩(wěn)，有效保證涂布均勻及復(fù)合效果。
SYJ650多功能涂布實驗設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)：
附件設(shè)備工藝流程圖如下：
設(shè)備工藝流程：
放送-電暈-牽引-涂布組合-真空吸附-烘箱組合-UV固化-雙輥冷卻-收卷
二放送復(fù)合
四、 多功能涂布實驗機設(shè)備智能化升級與AI人工智能深度融合
未來的智能化多功能涂布實驗機可一鍵啟動，搭載智能控制系統(tǒng)，配備直觀操作界面，參數(shù)設(shè)置、涂布過程監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析一鍵搞定?？筛鶕?jù)用戶不同產(chǎn)品要求，通過材料特性與工藝要求，分析影響涂層厚度的工藝參數(shù)，如涂布頭類型、涂布速度、涂布材料（膠水）特性、刮刀間隙影響、涂布壓力、環(huán)境因素等，系統(tǒng)可自動學習與優(yōu)化涂布參數(shù)，快速匹配最佳涂布方案，大幅提高實驗效率與重復(fù)性，讓涂布實驗變得簡單高效，還可以通過AI算法預(yù)測涂層缺陷（如氣泡、裂紋），以及視覺系統(tǒng)驗證及并自動調(diào)整工藝參數(shù)。
隨著AI技術(shù)的不斷普及和深度應(yīng)用，那些曾經(jīng)高度依賴人工經(jīng)驗、需要反復(fù)試驗和調(diào)試的技術(shù)崗位，正逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^引入人工智能技術(shù)來替代，實現(xiàn)從 "經(jīng)驗驅(qū)動" 到 "數(shù)據(jù)驅(qū)動" 的智能化轉(zhuǎn)型。在涂布實驗機研發(fā)過程中，通過可靠的智能傳感器和控制算法，實現(xiàn)對整個涂布過程的智能監(jiān)控和調(diào)節(jié)，提高生產(chǎn)效率和涂布品質(zhì)。能夠根據(jù)不同的涂布任務(wù)，自動調(diào)用最佳涂布參數(shù)，建立涂布工藝知識圖譜，支持快速配方檢索與智能推薦，實現(xiàn)個性化定制生產(chǎn)。系統(tǒng)構(gòu)建深度學習模型預(yù)測涂層性能，集成數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)虛擬涂布驗證，從而實現(xiàn)更加智能化的控制方式。
設(shè)備智能化解決方案主要包括數(shù)據(jù)采集與存儲、數(shù)據(jù)分析與建模、參數(shù)優(yōu)化、系統(tǒng)集成與反饋、持續(xù)改進，同時考慮系統(tǒng)的安全性和可靠性、可擴展性、實時性和用戶友好性?？紤]系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、核心算法實現(xiàn)，其功能為：
【客戶個性化定制功能】
能夠迅速響應(yīng)客戶的需求，并結(jié)合產(chǎn)品特性，利用AI技術(shù)，精準定制出最優(yōu)化的配方，顯著提升了客戶滿意度。
【智能數(shù)據(jù)采集及儲存，快速配方優(yōu)化功能】
涂布工藝的參數(shù)優(yōu)化涉及涂布速度、涂膠量、涂膠均勻性等多個方面。需要在短時間內(nèi)分析大量實驗數(shù)據(jù)，利用歷史數(shù)據(jù)來訓練模型，快速找到最優(yōu)的方案。相比傳統(tǒng)的人工試錯法，AI大大縮短了配方開發(fā)周期，提高了生產(chǎn)效率。
【自動化控制功能】
結(jié)合智能傳感器和自動控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)。不僅減少了人工干預(yù)的需求，還確保準確性和穩(wěn)定性，進而提高了生產(chǎn)效率。
【缺陷預(yù)測及檢測功能】
利用AI數(shù)據(jù)分析，結(jié)合機器視覺技術(shù)驗證，能夠?qū)崟r檢查生產(chǎn)中的缺陷，并自動分類和處理，等等。
【安全性和可靠性】
保障數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)陌踩?，系統(tǒng)的容錯能力，防止數(shù)據(jù)丟失或篡改。
五、市場前景廣闊，潛力無限
1、 新興市場的需求增長：隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展和新興市場的崛起，亞洲、非洲等地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和制造業(yè)快速發(fā)展，涂布行業(yè)市場提供了新的增長點，為多功能涂布實驗機的推廣應(yīng)用提供了廣闊的空間 。
2、技術(shù)創(chuàng)新推動行業(yè)發(fā)展：隨著科技的不斷進步和新技術(shù)的引入，涂布機將更加注重技術(shù)創(chuàng)新和智能化升級 。例如，引入先進的智能傳感器、控制系統(tǒng)和人工智能技術(shù)，實現(xiàn)涂布過程的精準控制和智能化管理，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 。
3、環(huán)保政策的推動：在全球環(huán)保意識日益提高的背景下，環(huán)保政策將推動涂布機行業(yè)向綠色、環(huán)保方向發(fā)展。未來，涂布機企業(yè)需要更加注重環(huán)保和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，開發(fā)環(huán)保型涂布材料和技術(shù)，以滿足市場對綠色產(chǎn)品的需求 。
展望未來，智能化多功能涂布實驗機將繼續(xù)在涂布技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮引領(lǐng)作用。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)的不斷融合與創(chuàng)新應(yīng)用，設(shè)備將實現(xiàn)更加智能化、自動化的操作與控制，為科研人員與工程師們提供更加精準、高效的涂布解決方案。同時，我們也期待與更多行業(yè)伙伴攜手共進，共同推動涂布技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，為材料科學與工業(yè)制造領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展貢獻更多智慧和力量。
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