Cleaning Before PVD & DLC Coating

A limpeza das peças antes do revestimento a vácuo dita diretamente a adesão do revestimento, a uniformidade do filme e a qualidade geral dos produtos acabados. Mesmo resíduos mínimos de óleo, pó ou camadas de óxido podem causar defeitos no revestimento.

A equipa de I&D da GTK dedicou-se à investigação aprofundada deste processo crítico pré-revestimento, garantindo um portefólio de patentes. Até à data, mais de 300 empresas de revestimento a vácuo adotaram a nossa série de máquinas de limpeza ultrassónica para componentes de revestimento—abrangendo uma vasta gama de peças industriais, incluindo componentes eletrónicos, dispositivos ópticos, hardware de precisão e módulos semicondutores.

Desde o projeto personalizado e fabrico de precisão, até ao comissionamento no local e formação de operadores após a entrega, e estendendo-se à manutenção pós-venda a longo prazo, oferecemos um serviço integrado, de ponta a ponta, baseado na confiança do cliente.

O que são Tratamentos de Revestimento PVD?

O revestimento PVD (Deposição Física de Vapor) é um processo para aplicar um filme fino e durável em superfícies como metal, plástico ou vidro. Ocorre dentro de uma câmara de vácuo: um material sólido é vaporizado (usando calor, plasma ou pulverização) em átomos ou moléculas. Este vapor condensa então na superfície de um substrato, formando uma camada fina que é resistente, anti-riscos e frequentemente proporciona um acabamento atrativo e elegante, melhorando propriedades como dureza, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, condutividade elétrica, propriedades ópticas ou estética.

Quais são os Principais Métodos de Processamento PVD Utilizados em Aplicações Industriais?

O revestimento PVD divide-se principalmente em três categorias: revestimento por evaporação a vácuo, revestimento por pulverização e revestimento por ionização.

• Deposição por Evaporação a Vácuo

A evaporação a vácuo é uma das técnicas PVD mais antigas e simples. Através da evaporação térmica, onde o metal é vaporizado na superfície por aquecimento direto, os átomos/moléculas vaporizados condensam na superfície do substrato, formando um filme fino.

• Deposição por Pulverização 

A deposição por pulverização é o método PVD industrial mais utilizado, valorizado pela sua versatilidade e qualidade superior do filme. A técnica envolve gás ionizado (normalmente argon) a bombardear um material alvo, ejectando átomos ou moléculas que são então depositados na superfície do substrato para formar um revestimento altamente homogéneo, denso e aderente.

• Revestimento por Ionização 

O revestimento por ionização combina evaporação a vácuo e pulverização, através do qual o material é depositado por bombardeamento iónico, melhorando a adesão e densidade. É amplamente utilizado para revestimentos de alto desempenho que exigem adesão e densidade superiores.

Porque é necessário limpar as peças antes do revestimento PVD?

• A tecnologia de revestimento PVD é amplamente aplicada em vários sectores industriais, abrangendo revestimentos decorativos, funcionais e ópticos.
• Diferentes materiais das peças e a adoção de várias tecnologias de processamento resultam em propriedades superficiais distintas.
• Além disso, as peças apresentam formas diversas, e algumas possuem numerosos orifícios profundos e cegos complexos nas suas superfícies internas. Estes vários tipos de peças devem passar por um processo de pré-tratamento ambientalmente sustentável para garantir que todos os orifícios, canais estreitos e superfícies internas estejam limpos.
• Só quando as peças atingem um determinado nível de limpeza é que o sucesso do revestimento PVD pode ser garantido.
• Se as peças não forem devidamente limpas durante o pré-tratamento antes do revestimento, a produção em massa levará à falha do revestimento e ao desperdício de peças, causando assim elevado risco económico e possíveis perdas financeiras.

Para garantir uma adesão eficaz e o desenvolvimento adequado das propriedades do revestimento, é crucial começar com uma superfície perfeitamente limpa.

As peças gerais incluem vários metais (como diferentes tipos de aço, latão galvanizado, peças fundidas, etc.) e múltiplos moldes de injeção.

Os contaminantes comuns nas peças que requerem limpeza incluem:

• Óleos e gorduras residuais do processo de fabrico ou películas anticorrosivas
• Diversos resíduos de fabrico, como polidores e abrasivos
• Resíduos e substâncias gerados durante procedimentos de processamento subsequentes, como ácido crómico da galvanização ou manchas de água dura dos processos de enxaguamento
• Contaminantes introduzidos durante o manuseamento, transporte e armazenamento, como impressões digitais, películas de óxido ou pó

Seis factores ou parâmetros influenciam a tecnologia e o processo de limpeza:

1. Detergentes de limpeza apropriados e eficazes: agentes alcalinos ou neutros são geralmente utilizados; para peças sensíveis à oxidação, incorporar uma certa proporção de inibidor de ferrugem à base de água que não afete a adesão superficial.

• Método de limpeza: a limpeza ultrassónica da superfície da peça é conseguida através do efeito de cavitação do ultrassom. Simultaneamente, a agitação vertical para cima e para baixo dos componentes gera fricção com a água, aumentando ainda mais a eficiência da limpeza;

• Sistema de filtração: o tanque de desengorduramento ultrassónico está equipado com um sistema de filtração por circulação, composto por um reservatório, uma bomba de água e um filtro. Princípio de funcionamento: O líquido no reservatório é bombeado pela bomba de água, filtrado para remover impurezas particuladas e depois reinjetado no tanque de desengorduramento ultrassónico—melhorando o desempenho de limpeza do tanque de desengorduramento e prolongando a vida útil do fluido de limpeza;

• Temperatura adequada de limpeza (para manter a atividade do detergente de limpeza, a temperatura de funcionamento recomendada é de 45-65 °C; a temperatura recomendada da água de enxaguamento é cerca de 30-40 °C);

• Tempo de ciclo de limpeza: Dependendo dos diferentes tipos de processo e contaminantes, e garantindo a qualidade da limpeza, o tempo de cada tanque de limpeza é ajustado em conformidade, geralmente 5-6 minutos;

• Pureza da água: A eficácia da limpeza depende da qualidade da água de limpeza. Geralmente, uma condutividade da água de limpeza de 0,05-0,15 μS/cm garante que não fiquem manchas de água na superfície das peças metálicas; Para limpeza de vidro óptico: requer condutividade inferior a 0,06 μS/cm. Portanto, é preferível utilizar exclusivamente água DI em todo o sistema de limpeza.

A limpeza pré-revestimento é um processo multietapas, envolvendo etapas alternadas de limpeza e enxaguamento, além de pelo menos um procedimento de secagem. A tecnologia de processo aplicável e a sequência dependem fortemente do material do substrato, da forma e dimensões da peça, e do tipo e grau de contaminação.

A configuração da linha de produção de limpeza para revestimento é personalizada com base nas peças específicas:

Tanque 1: Um sistema de pulverização é geralmente adotado, adequado para peças com contaminantes pesados na superfície. Os contaminantes pesados são removidos por pulverização com solução contendo detergente de limpeza. Para peças com contaminação relativamente leve, pode também ser selecionado um sistema de limpeza ultrassónica para o Tanque

Tanque 2: Um sistema de limpeza ultrassónica é normalmente utilizado. Após a remoção preliminar de grandes impurezas particuladas e contaminantes pesados através da limpeza por pulverização no Tanque 1, o Tanque 2 continua a limpeza ultrassónica para eliminar ainda mais os contaminantes das peças e melhorar a eficácia da limpeza.

Tanque 3: O enxaguamento é normalmente realizado para remover resíduos de detergente de limpeza e contaminantes da superfície da peça.

Tanque 4: Limpeza ultrassónica de precisão com detergente adicional é realizada para remover ainda mais manchas residuais na superfície da peça.

Tanque 5: Enxaguamento com borbulhamento de água DI (bolhas de ar são geradas e agitadas no fundo da água utilizando ar comprimido limpo) – sem adição de detergente de limpeza.

Tanque 6: Enxaguamento ultrassónico com água DI – sem adição de detergente de limpeza.

Tanque 7: Enxaguamento com borbulhamento de água DI (bolhas de ar são geradas e agitadas no fundo da água utilizando ar comprimido limpo) – sem adição de detergente de limpeza.

Após três etapas consecutivas de enxaguamento nos Tanques 5, 6 e 7, as peças de trabalho ficam completamente limpas. Este enxaguamento em três etapas também é conhecido como enxaguamento por transbordo, que funciona da seguinte forma: assim que o processo de limpeza começa, água limpa é continuamente fornecida ao Tanque 7. A água do Tanque 7 transborda para o Tanque 6, a água do Tanque 6 transborda para o Tanque 5 e, finalmente, a água do Tanque 5 é descarregada como transbordo. Este sistema de transbordo evita a contaminação secundária causada pelo “rebound de concentração de contaminantes” no enxaguamento tradicional por imersão, além de poupar água e reduzir os custos de água.

Tanque 8: Secagem com faca de ar – elimina as gotas de água residuais aderentes à superfície da peça. Isto também poupa energia e melhora a eficiência do processo de secagem com ar quente subsequente.

Tanque 9: Secagem com ar quente ou secagem a vácuo – peças comuns apenas necessitam de secagem com ar quente. Para revestimentos em peças com furos profundos, furos cegos, diâmetros de furos estreitos ou canais internos complexos, é necessária tecnologia de secagem a vácuo. Para acelerar a eficiência global da limpeza, pode ser adicionado um tanque de secagem adicional (um único tanque de secagem requer um ciclo de secagem de 8-10 minutos; ao adicionar um tanque de secagem adicional, o tempo de ciclo reduz para 5-6 minutos para cumprir o requisito de produção).

Nota: Cada tanque de água contendo detergente de limpeza está equipado com um sistema de circulação para filtrar detritos flutuantes. Isto prolonga a vida útil do fluido de limpeza e reduz os custos de água e detergente de limpeza.

Porque é que a Água DI é Essencial?

Recomenda-se a utilização de água DI para todo o processo de limpeza. Os iões presentes na água da torneira podem reagir quimicamente com os detergentes de limpeza, reduzindo a sua atividade, encurtando a sua vida útil e comprometendo o desempenho da limpeza—acabando por aumentar os custos de limpeza. Por este motivo, todos os sistemas de limpeza pré-revestimento estão equipados com equipamento de água DI.

Este equipamento de água DI também pode ser utilizado para aplicações de água de arrefecimento no processo de revestimento. Se a água da torneira for utilizada como água de arrefecimento, depósitos de calcário tendem a acumular-se nas tubagens, prejudicando a eficiência de arrefecimento e aumentando o consumo de energia do sistema de arrefecimento. A água DI oferece uma solução simples para estes problemas comuns, tornando-se um equipamento indispensável na indústria de revestimentos.

Características e Vantagens dos Limpa-Ultrassónicos para Peças Pré-Revestimento PVD

• O processo de limpeza compreende múltiplas estações: hidrojato limpeza por pulverização, limpeza ultrassónica, enxaguamento com água pura, secagem com ar comprimido, secagem com ar quente ou secagem a vácuo, garantindo a limpeza das peças após a limpeza;
• Equipado com um sistema de água ultrapura, garante desempenho de limpeza ideal tanto para limpeza ultrassónica como para enxaguamento.
• Adota designs como enxaguamento em contracorrente e filtração com circulação de água para minimizar o consumo de água pura e detergentes de limpeza;
• Adota sistemas de controlo PLC Siemens ou Mitsubishi e componentes elétricos de baixa tensão Schneider, entre outros, para garantir a fiabilidade do funcionamento do equipamento;
• Incorpora uma interface homem-máquina (HMI) com ecrã tátil a cores SIEMENS ou MITSUBISHI para garantir uma operação simples e fiável.
• Ecrã tátil a cores de marca Siemens ou Mitsubishi, fácil de operar
• Uma vez que os parâmetros de tempo de limpeza, temperatura e potência ultrassónica são otimizados para o melhor desempenho de limpeza, a constância destes parâmetros garante resultados de limpeza consistentemente ótimos sem necessidade de ajustes adicionais.

•  Está disponível assistência para o planeamento personalizado da disposição da máquina com base na disposição do atelier do cliente;
• O sistema está equipado com funções abrangentes de alarme e proteção, capaz de diagnóstico automático de falhas comuns para facilitar a manutenção.

O design do processo de limpeza pode ser especificamente adaptado às dimensões do seu produto e aos requisitos de capacidade de produção. Se tiver necessidades detalhadas especiais, por favor contacte-nos e forneceremos um plano de design personalizado gratuitamente.

O cliente em Pune, Índia, que adquiriu esta máquina de limpeza, partilhou o seguinte feedback:

“Os engenheiros da GTK forneceram muitas sugestões úteis desde o início. Incorporámos estas ideias e refinámos o processo com base nas nossas próprias necessidades. Após várias discussões produtivas entre as nossas equipas, o equipamento final que entregaram correspondeu perfeitamente aos nossos requisitos de limpeza. Ajudou-nos a alcançar os padrões exatos necessários para as nossas peças sem exigir um investimento excessivo de capital para a fábrica. Muito obrigado!”

Feedback de fabricantes italianos de artigos sanitários:

“Temos cooperado com a GTKCLEAN há vários anos, e os vossos limpadores ultrassónicos pré-revestimento são extremamente estáveis e fiáveis. Desde a instalação do equipamento, quaisquer problemas foram resolvidos prontamente, o que respondeu totalmente a todas as nossas preocupações. As máquinas são altamente duráveis e proporcionam um desempenho de limpeza consistente. Continuaremos a escolher os vossos produtos.”