徐明权
惠州市华阳光学技术有限公司
摘要：随着高档汽车生产工艺的进步，车灯复合镀膜工艺变得日益成熟，国际上高档汽车灯具普遍采取热蒸发镀膜工艺，部分运用磁控溅射镀膜工艺技术，实现了在真空室内完成镀膜前清洗和制作高反射膜等流程，新时期高档汽车灯具复合镀膜正朝着自动化、快速化及一体化的方向发展。高档汽车灯具复合镀膜工艺关键技术不断取得新进展，满足了汽车照明、美观造型和行车安全等多项要求。针对灯具镀膜需要还提出了工艺控制方法，达到了理想的镀膜效果。
关键词：高档汽车灯具;复合镀膜工艺;关键技术;控制
引言
车灯是汽车必不可缺的组成部分之一，是汽车的"眼睛"，有照明和装饰的功能。随着车灯光源的演变，灯具制造材料也有很大变化。20世纪80年代，受能源危机的影响，以日本为代表的经济型轿车车灯在设计上取得巨大的成功，提出灯具注塑的制造工艺，大大降低了手工制作成本。目前汽车灯具已向全塑料化发展，而真空镀膜技术在灯具上的应用，是实现汽车轻量化、节约能源、促进环境改善的途径之一。本文从现实出发，首先分析高档汽车灯具复合镀膜工艺关键技术，其次采用多种多种系统控制方案，希望具有一定的借鉴意义和参考价值。
1高档汽车灯具复合镀膜工艺关键技术
1.1高档汽车灯具复合镀膜工艺存在的难题
汽车灯具的设计制造是一个较为复杂的步骤，而灯具复合镀膜是一项基础制造环节。在经过灯具复合镀膜处理后才能开始车灯组件、集成装配及测试等环节，最终满足高档汽车产品生产的要求。如果灯具镀膜环节处理差错，将会对后续造型设计带来不利影响。首先高档汽车复杂曲面结构表面均匀镀膜工艺难度大。高档汽车的反射镜、配光镜等光学照明效果是其考虑设计的首要功能，此外还对其外观造型审美提出了严格的要求，具备较为复杂的结构和外形。因此车灯表面会呈现复杂曲面结构，这对灯具镀膜工艺提出了更高的要求。组件表面结构越复杂，表面沉积的薄膜均匀性就越大，在真空室体中镀膜的均匀性受到影响。而工件表面对于蒸发源的角度及距离等不同时，必然造成不同部位出现不均匀的膜厚，因此保证灯具稳定的光学性能和耐腐蚀性是工艺的一项关键技术。其次底层流平工艺带来的附着力问题。通过灯具镀膜中运用底层流平工艺处理技术，能够提升反射镜性能的稳定性，预防高温环境下灯具镀膜的热变及放气问题。底层流平和基底材料的热稳定性都是灯具镀膜工艺的重点方面，但是底层流平技术应用中的附着力问题较为突出，因此必须和基底、膜层具备的可靠结核性，增强镀膜基层的强度。
1.2灯具复合镀膜工艺过程全自动控制技术
高档汽车灯具复合镀膜还要关注高反射率和光学保护膜复合膜制备工艺。金属铝是反射膜常用的制备材料，同时具有优良的金属光泽装饰效果，但由于铝膜反射率和光泽度容易受到真空度、镀膜功率及沉积时间等工艺参数等因素影响，需要在铝表面制备保护膜。传统工艺稳定性欠缺，计算机控制系统占据关键地位，一方面控制系统软件在高档汽车灯具复合镀膜工艺流程、参数分析及经验集成上都不具有优势，且当前通用系统在镀膜工艺关键技术上保护不利，未从长远发展。另一方面高档汽车灯具复合镀膜过程中需有大量的系统状态和工艺数据，实现通信、采集、监控、运算等环节处理。
2高档汽车灯具复合镀膜工艺控制方法
2.1计算机全自动控制系统方案
汽车灯具镀膜工艺是一项独立生产环节，一般通过工业控制计算机IPC和可编程控制器PLC系统结构。生产者按照设计模块化单元，完成工艺和装备的集成，通过控制系统软件达到控制工艺过程组态的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当控制系统软件启动后，根据灯具镀膜需要设置对应参数，操作按钮即刻状态进入到响应的控制状态，在预热过程开启扩散泵、起源等加热电源，便于控制子程序。控制系统在全自动控制模式下完成整个节拍的生产控制，循环往复开始整个工艺过程。如出现异常应启动报警装置，提醒技术人员加强人工干预。
2.2离子轰击工艺过程控制方法
离子轰击工艺在汽车灯具复合镀膜中涉及到离子清洗和轰击聚合保护膜两项工艺环节。具体作用过程是在等离子体机理相同条件下，改变工作的气体和放电介质，适用于任何工艺效果。影响离子轰击工艺过程气体放电的因素多种多样，例如电子、带电离子和中性粒子等，其中电子是主要影响因素。首先气体放电负载特性，如在型号为ZDL-V1800车灯镀膜，运用离子轰击工艺过程，主要目的在于得到高能的载荷离子，增强工艺效果。其次离子轰击工艺启动过程中，保证真空机运行在低真空环境中，利用PLC来检查真空室体中的压力。最后得到放电介质不同，发挥的轰击电场的可靠性影响也不同，所用单体材料为工作介质。
2.3蒸发与溅射复合镀膜工艺控制方法
该方法适用于大型汽车生产要求，在工业化镀膜蒸发源中具有以下几点优势：一是快速性。大规模汽车灯具镀膜制作要求大功率蒸发源，实现了汽车产业化、集聚化的镀膜生产。二是稳定性。该控制方法生产出大批量薄膜性能指标一致的、相同的灯具镀膜，保证了镀膜工艺的效果。三是便捷性。方便更换与装卸蒸发材料，维护整个镀膜操作。首先蒸发源选择钨丝，有着独特的负载特性，其电阻和温度相关，因此在车灯镀膜设备中选用大功率多组钨丝蒸发源，包括快速蒸发段、稳定蒸发段和收尾阶段，这种控制方法主要用于高档汽车反射镜和相对平滑的灯具复合镀膜，参照薄膜生长模型理论，蒸发量的大小直接关系到薄膜的成核数量，因此要协调好真空度、工件转速等多项工艺参数，取得理想镀膜效果。
2.4注意事项
涂料涂覆是镀铝前的重要工序，事关后续的镀铝质量。涂覆环境(含干燥设备)无尘，能减少涂覆表面颗粒和灰尘纤维粘附在表面。多数涂覆以人工操作为主，喷手的操作技术很重要，流淌和涂覆不均匀往往会导致镀铝产品报废。涂覆件一定要有足够的干燥温度和时间，若干燥不好，耐高温试验会有镀铝面发雾或起皱纹等现象。镀铝膜时，工件装架不当会引起镀铝区域偏移而报废；若铝丝纯度不够或蒸发控制不当，蒸发中有杂质逸出会形成炸铝痕迹而残留于塑件表面；蒸发温度过高或过低、蒸发器表面温度不稳定都会在镀铝膜表面留下小颗粒白点(对着灯光观察)；真空度不好会导致镀膜附着力不合格；镀膜流量控制不好也会导致镀膜发彩等。因此，镀铝是一个集工作环境、加工设备、人员技术、素材靶材和工艺控制于一体的综合制造过程。
结语
高档汽车灯具复合镀膜是汽车生产制造过程中的关键环节，其制造工艺受到社会各界的重视。影响灯具复合镀膜的因素复杂多样，同时深受薄膜沉积均匀性分布理论的影响，意在通过镀膜工艺关键技术解决以往生产中存在的问题，加强高档汽车灯具复合镀膜的质量控制，最终满足高档汽车灯具性能要求。
参考文献
[1]唐慧刚,丁国明.基于PLC和力控组态软件的磁过滤复合镀膜设备控制系统设计[J].电子世界,2016(7):113-114.
[2]苏品刚,胡涛政,董雯,等.一种实现光学全吸收的镀膜技术研究[J].光学技术,2018,44(5):597-601.
[3]李民久,姜亚南,贺岩斌,等.基于LCC谐振逆变器的中频磁控溅射电源在等离子体镀膜工艺中的应用[J].真空,2018,55(1):35-39.
[4]代明江,林松盛,董骐,等.离子源复合真空镀膜成套装备、工艺及应用[J].中国科技成果,2015(10):46-47.
[5]令晓明.汽车灯具复合镀膜工艺关键技术及控制方法研究[D].兰州交通大学,2015.
论文作者:徐明权
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第21期
论文发表时间:2019/11/26
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