في الأسبوع الماضي، قدمنا ​​عملية لف المكثفات الفيلمية، وهذا الأسبوع أود أن أتحدث عن التقنية الرئيسية للمكثفات الفيلمية.

1. تقنية التحكم في الشد الثابت

نظراً لضرورة رفع كفاءة العمل، عادةً ما يكون اللف على ارتفاعات عالية تصل إلى بضعة ميكرونات. ويُعدّ ضمان ثبات شدّ مادة الفيلم في عملية اللف عالية السرعة أمراً بالغ الأهمية. في عملية التصميم، لا يقتصر الأمر على مراعاة دقة الهيكل الميكانيكي فحسب، بل يشمل أيضاً وجود نظام تحكم مثالي في الشدّ.

يتكون نظام التحكم بشكل عام من عدة أجزاء: آلية ضبط الشد، ومستشعر كشف الشد، ومحرك ضبط الشد، وآلية الانتقال، وما إلى ذلك. يوضح الشكل 3 المخطط التوضيحي لنظام التحكم في الشد.

تتطلب المكثفات الفيلمية درجة معينة من الصلابة بعد لفها، وكانت الطريقة القديمة تعتمد على استخدام زنبرك كمخمد للتحكم في شد اللف. إلا أن هذه الطريقة تتسبب في تفاوت الشد عند تسارع محرك اللف وتباطئه وتوقفه أثناء عملية اللف، مما يؤدي إلى سهولة تشوه المكثف أو تلفه، بالإضافة إلى زيادة فقد الطاقة فيه. لذا، يجب الحفاظ على شد معين أثناء عملية اللف، ويمكن حسابه بالصيغة التالية.

F=K×B×H

في هذه الصيغة:F-تيسون

             K-معامل الاختبار

             B- عرض الفيلم (مم)

            ح-سُمك الفيلم (ميكرومتر)

على سبيل المثال، إذا كان عرض الفيلم 9 مم وسمكه 4.8 ميكرومتر، فإن قوة الشد فيه تساوي: 1.2 × 9 × 4.8 = 0.5 نيوتن.

يمكن استنتاج نطاق الشد من المعادلة (1). تم اختيار زنبرك دوامي ذي خطية جيدة لضبط الشد، بينما تم استخدام مقياس جهد مغناطيسي حثي لا تلامسي ككشف تغذية راجعة للشد للتحكم في عزم الدوران واتجاه محرك السيرفو DC أثناء عملية اللف، بحيث يكون الشد ثابتًا طوال عملية اللف.

2. تقنية التحكم في اللف

 ترتبط سعة قلب المكثف ارتباطًا وثيقًا بعدد لفات اللف، لذا يُعد التحكم الدقيق في قلب المكثف تقنية أساسية. عادةً ما يتم لف قلب المكثف بسرعة عالية. ولأن عدد لفات اللف يؤثر بشكل مباشر على قيمة السعة، فإن التحكم في عدد لفات اللف والعد يتطلب دقة عالية، وهو ما يتحقق عادةً باستخدام وحدة عد عالية السرعة أو مستشعر ذي دقة كشف عالية. إضافةً إلى ذلك، ونظرًا لضرورة تقليل تغير شد المادة قدر الإمكان أثناء عملية اللف (وإلا ستحدث اهتزازات حتمية في المادة، مما يؤثر على دقة السعة)، يجب استخدام تقنية تحكم فعالة في عملية اللف.

يُعد التحكم في السرعة المجزأة والتسارع/التباطؤ المعقول ومعالجة السرعة المتغيرة من أكثر الطرق فعالية: حيث يتم استخدام سرعات لف مختلفة لفترات لف مختلفة؛ وخلال فترة السرعة المتغيرة، يتم استخدام التسارع والتباطؤ مع منحنيات سرعة متغيرة معقولة للتخلص من الاهتزاز، وما إلى ذلك.

3. تقنية إزالة المعادن

 تُلف طبقات متعددة من المواد فوق بعضها البعض، وتتطلب معالجة حرارية للحام عند السطح الخارجي والوصلة. ودون زيادة كمية مادة الغشاء البلاستيكي، يُستخدم الغشاء المعدني الموجود، وتُزال طبقة الطلاء المعدني منه بتقنية إزالة المعدن للحصول على الغشاء البلاستيكي قبل اللحام الخارجي.

تُساهم هذه التقنية في توفير تكاليف المواد وتقليل القطر الخارجي لقلب المكثف (في حالة تساوي سعة القلب). إضافةً إلى ذلك، وباستخدام تقنية إزالة المعدن، يُمكن إزالة طبقة (أو طبقتين) من الطلاء المعدني مسبقًا عند سطح التلامس مع القلب، مما يمنع حدوث قصر في الدائرة، وبالتالي يُحسّن بشكل كبير من إنتاجية القلوب الملفوفة. من الشكل 5، يتضح أنه لتحقيق نفس تأثير الإزالة، صُمم جهد الإزالة ليكون قابلاً للتعديل من 0 إلى 35 فولت. يجب خفض السرعة إلى ما بين 200 و800 دورة في الدقيقة لإزالة المعدن بعد اللف عالي السرعة. يُمكن ضبط جهد وسرعة مختلفين لمنتجات مختلفة.

4. تقنية اللحام الحراري

 يُعدّ اللحام الحراري من التقنيات الأساسية التي تؤثر على جودة قلب المكثف الملفوف. ويتم اللحام الحراري باستخدام مكواة لحام ذات درجة حرارة عالية لضغط وربط الغشاء البلاستيكي عند سطح التماس بين قلب المكثف الملفوف، كما هو موضح في الشكل 6. ولضمان عدم انفصال القلب الملفوف، يجب أن يكون الربط محكمًا وأن يكون السطح النهائي مستويًا وجميلًا. وتشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على فعالية اللحام الحراري: درجة الحرارة، ومدة اللحام، ولف القلب، وسرعة اللف، وغيرها.

بشكل عام، تتغير درجة حرارة اللحام الحراري تبعًا لسمك الغشاء والمادة. فإذا كان سمك الغشاء المصنوع من نفس المادة 3 ميكرومتر، تتراوح درجة حرارة اللحام الحراري بين 280 و350 درجة مئوية، بينما إذا كان سمك الغشاء 5.4 ميكرومتر، فيجب ضبط درجة حرارة اللحام الحراري بين 300 و380 درجة مئوية. يرتبط عمق اللحام الحراري ارتباطًا مباشرًا بمدة اللحام، ودرجة التثبيت، ودرجة حرارة مكواة اللحام، وغيرها. كما أن إتقان عمق اللحام الحراري بالغ الأهمية لإنتاج نوى مكثفات عالية الجودة.

5. الخاتمة

 بفضل جهود البحث والتطوير التي بُذلت في السنوات الأخيرة، طوّر العديد من مصنّعي المعدات المحليين معدات لفّ المكثفات الفيلمية. وتتفوق هذه المعدات على نظيراتها المحلية والعالمية من حيث سماكة المواد، وسرعة اللف، ووظيفة إزالة المعدن، ونطاق منتجات اللف، كما أنها تتمتع بمستوى تقني متقدم عالميًا. فيما يلي وصف موجز للتقنيات الأساسية المستخدمة في لفّ المكثفات الفيلمية، ونأمل أن يُسهم التقدم المستمر في التقنيات المتعلقة بعملية إنتاج المكثفات الفيلمية محليًا في دفع عجلة التطور القوي لصناعة معدات تصنيع المكثفات الفيلمية في الصين.