发明内容
本发明针对现有技术存在的不足,提供了电容器气相沉积负压镀金装置及其镀金方法,具体技术方案如下:
电容器气相沉积负压镀金装置,包括罐体;所述罐体的内部底部设有密封结构的熔融料储存室;所述罐体的顶部设有圆形中空结构的操作座,所述操作座的表面设有密封罩;所述密封罩的外部连接真空机构;所述操作座的表面开设有上下料口和多组排气盘,所述操作座的内部安装有封闭机构,所述封闭机构用以封堵所述上下料口;
多个所述排气盘以及所述上下料口之间呈环形阵列分布;每个所述排气盘的底部均连通有一个镀金机构;所述镀金机构的底端与所述熔融料储存室连通,所述镀金机构的出口端置于所述密封罩内;所述镀金机构用以将抽出定量熔融料并加热为气态料喷出;
所述密封罩的内部安装有工位转换机构,所述工位转换机构的底面磁性吸附连接铁质的模板,所述模板的底面嵌入有多个芯子主体;所述工位转换机构用以带动所述模板在多组排气盘以及所述上下料口之间循环顺次转换。
进一步地,所述排气盘设有三个,三个所述排气盘的顶部分别形成第一镀金区、第二镀金区以及第三镀金区,所述排气盘的面积大于所述模板的面积。
进一步地,所述镀金机构包括抽液管、流量阀、抽料泵、加热管,所述抽液管的底端伸入于所述熔融料储存室的内部底部,所述抽液管的顶端连通所述抽料泵,所述抽液管的外部安装有流量阀,所述抽料泵的出口处连通加热管,所述加热管用以将熔融料加热为气态料,所述加热管的出口处连通所述排气盘。
进一步地,所述工位转换机构包括第二转动电机、传动杆、第一气动杆以及安装板,所述第二转动电机安装于所述密封罩的内部顶面,所述第二转动电机连接传动杆的一端,所述传动杆的另一端底面垂直设有第一气动杆,所述第一气动杆的底端设有安装板,所述安装板的底面设有电磁铁,所述电磁铁吸附连接所述模板。
进一步地,所述模板的底面开设有环形阵列分布的安装槽,所述安装槽由内至外分布多组,所述安装槽的内壁设有弹性夹持件,所述芯子主体嵌入于所述安装槽内,所述弹性夹持件与所述芯子主体的外壁紧密贴合,所述模板的底面中心处设有下料座,所述下料座用以方便上下料。
进一步地,所述封闭机构包括第一转动电机和封闭板,所述第一转动电机设于所述操作座的底面,所述第一转动电机位于所述上下料口的一侧,所述第一转动电机连接所述封闭板,所述封闭板用以封堵所述上下料口。
进一步地,所述上下料口的底部安装有送料机构,所述送料机构包括输送带和第二气动杆,所述罐体内开设有前后贯穿的排料通道,所述排料通道设于所述上下料口的底部,所述输送带贯穿于所述排料通道,所述输送带的表面等距设有所述第二气动杆,所述第二气动杆的顶端与所述下料座卡合连接,所述第二气动杆卡合连接的力小于所述电磁铁的吸附力。
电容器气相沉积负压镀金方法,所述镀金方法包括:
S1、上料;
S2、气相沉积镀金:
S2.1、真空机构将密封罩内抽至真空状态,并同时将芯子上的灰尘、杂质吸走;
S2.2、第一次镀金加工:
工位转换机构带动所述模板转动至第一镀金区;
镀金机构抽出熔融导电料并将其加热为气态导电料,所述气态导电料排出至第一镀金区,最终所述气态导电料漂浮沉积在芯子外漏部分,镀金机构抽出Q1体积的熔融导电料后便会停止工作,此时芯子外漏部分的镀层厚度为0.02mm-0.06mm;
S2.3、第二次镀金加工:
工位转换机构带动所述模板转动至第二镀金区;
镀金机构抽出熔融导电料并将其加热为气态导电料,所述气态导电料排出至第二镀金区,最终所述气态导电料漂浮沉积在芯子外漏部分,镀金机构抽出Q2体积的熔融导电料后便会停止工作,此时芯子外漏部分的镀层厚度为出厂合格厚度;
S2.4、第三次镀金加工:
工位转换机构带动所述模板转动至第三镀金区;
镀金机构抽出熔融导电料并将其加热为气态导电料,所述气态导电料排出至第三镀金区,最终所述气态导电料漂浮沉积在芯子外漏部分,镀金机构抽出Q3体积的熔融导电料后便会停止工作,此时芯子外漏部分的镀层厚度为0.36mm-0.4mm;
S3、下料。
进一步地,所述上料具体的为:将待镀金的芯子嵌入到模板的安装槽内,芯子外漏于所述安装槽的部分即为需要镀金的部分;将装好芯子的所述模板安装在送料机构上,所述送料机构将装好芯子的所述模板转移安装在工位转换机构上;封闭机构封堵上下料口。
进一步地,所述下料具体的为:所述工位转换机构带动所述模板进入并封堵所述上下料口;所述封闭机构打开所述上下料口;所述送料机构将加工好的模板取下并输送至下一工序。
本发明的有益效果是:
1、密封罩和真空机构能够提供真空环境,镀金机构可实现不同阶段提供不同量的气态导电料,工位转换机构、上下料口和封闭机构可保证正常上下料并在加工时无气体进入;通过上述多个结构的共同配合,最终实现对于电芯端面的气相沉积加工,使得电极面的成型厚度更为均匀,不会有遗漏,提高导电面的导电性能;
2、采用三次气相沉积镀金作业,一方面气相沉积的方式覆盖面广、成型效果好,各个位置的导电层都比较均匀;另一方面,三次镀金作业可实现在第一次镀上很薄的内层,使得气态颗粒与电芯面的初次结合更为轻松,使得内层能够形成比较可靠、稳定的导电层;第二次喷涂时,由于金属颗粒之间的结合性能更强,这便使得第二次沉积的气态颗粒能够牢固的与内层结合,使得主体层的成型效果更佳;第三次喷涂主要起到厚度矫正的效果,使得加工出的导电层厚度能够达标。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
电容器气相沉积负压镀金装置,包括罐体1;所述罐体1的内部底部设有密封结构的熔融料储存室11;所述罐体1的顶部设有圆形中空结构的操作座2,所述操作座2的表面设有密封罩23;所述密封罩23的外部连接真空机构4;密封罩23为沉积镀金的加工区域,真空机构4用以将密封罩23内抽至真空状态;
所述操作座2的表面开设有上下料口21和多组排气盘22,排气盘22用以作为气态料的排出区域,实现气态料能够沉积的芯子外壁,提高镀金效果;上下料口21用以作为模板9的安装位置和拆卸位置;
所述操作座2的内部安装有封闭机构24,所述封闭机构24用以封堵所述上下料口21;封闭机构24用以在模板9安装拆卸完毕后,封堵上下料口21,进而保证密封罩23内不会进入空气,保证密封罩23内的真空度达标;
多个所述排气盘22以及所述上下料口21之间呈环形阵列分布;多个排气盘22用以实现分步镀金,提高镀金效果,使得金属导电层的吸附性更好、金属之间粘合性更高;环状阵列分布用以实现模板9能够依次经过各个工位,实现循环加工;
每个所述排气盘22的底部均连通有一个镀金机构3;所述镀金机构3的底端与所述熔融料储存室11连通,所述镀金机构3的出口端置于所述密封罩23内;所述镀金机构3用以将抽出定量熔融料并加热为气态料喷出;气态料能够与芯子端面接触更为充分,金属的附着效果更好,解决了喷金时金属无法完全覆盖、附着面不易把控的问题;
所述密封罩23的内部安装有工位转换机构6,所述工位转换机构6的底面磁性吸附连接铁质的模板9,磁性吸附用以方便模板9安装和拆卸;
所述模板9的底面嵌入有多个芯子主体8;模板9用以作为各个芯子的容纳、转移工具;能够一次性对多个芯子进行加工;所述工位转换机构6用以带动所述模板9在多组排气盘22以及所述上下料口21之间循环顺次转换。
作为上述技术方案的改进,所述排气盘22设有三个,三个所述排气盘22的顶部分别形成第一镀金区、第二镀金区以及第三镀金区,三个镀金区全部在密封罩23内,通过三个镀金区能够实现三步加工,使得金属层能够分布内层、主体层以及表面层三部分加工,提高金属附着效果;所述排气盘22的面积大于所述模板9的面积;排气盘22的面积大用以保证排出的气体能够完全覆盖到芯子,提高金属上浮附着效果,防止有遗漏的区域。
作为上述技术方案的改进,所述镀金机构3包括抽液管31、流量阀32、抽料泵33、加热管34,所述抽液管31的底端伸入于所述熔融料储存室11的内部底部,所述抽液管31的顶端连通所述抽料泵33,所述抽液管31的外部安装有流量阀32,所述抽料泵33的出口处连通加热管34,所述加热管34用以将熔融料加热为气态料,所述加热管34的出口处连通所述排气盘22;流量阀32用以监测抽入的熔融料的量,当到达设定的值后,便会停止,保证每个镀金机构所抽出的定量熔融料当转变为气态后,最后沉积的厚度即为此镀金区所需的镀金厚度。
作为上述技术方案的改进,所述工位转换机构6包括第二转动电机61、传动杆62、第一气动杆63以及安装板64,所述第二转动电机61安装于所述密封罩23的内部顶面,所述第二转动电机61连接传动杆62的一端,所述传动杆62的另一端底面垂直设有第一气动杆63,所述第一气动杆63的底端设有安装板64,所述安装板64的底面设有电磁铁641,所述电磁铁641吸附连接所述模板9;转动电机61用以带动安装板64在各个排气盘的正上方运动,第一气动杆63用以在上下料时,推动模板9进入到上下料口21,电磁铁641能够在加工时在对模板9进行吸附,在下料时,电磁铁641断电,模板9便可与安装板64分离。
作为上述技术方案的改进,所述模板9的底面开设有环形阵列分布的安装槽92,所述安装槽92由内至外分布多组,通过环形阵列分布的安装槽92能够实现一次性安放加工尽量多的芯子;
所述安装槽92的内壁设有弹性夹持件93,所述芯子主体8嵌入于所述安装槽92内,所述弹性夹持件93与所述芯子主体8的外壁紧密贴合,弹性夹持件93用以对芯子进行夹持固定,使得芯子能够稳定的倒置在模板9的底面;
所述模板9的底面中心处设有下料座91,所述下料座91用以方便上下料;下料座91为上下料的操作区域。
作为上述技术方案的改进,所述封闭机构24包括第一转动电机242和封闭板241,所述第一转动电机242设于所述操作座2的底面,所述第一转动电机242位于所述上下料口21的一侧,所述第一转动电机242连接所述封闭板241,所述封闭板241用以封堵所述上下料口21;第一转动电机242可带动封闭板241转动实现上下料口21的封闭与打开,以满足模板9的上下料以及真空密封的需要。
作为上述技术方案的改进,所述上下料口21的底部安装有送料机构7,所述送料机构7包括输送带71和第二气动杆72,所述罐体1内开设有前后贯穿的排料通道5,所述排料通道5设于所述上下料口21的底部,所述输送带71贯穿于所述排料通道5,所述输送带71的表面等距设有所述第二气动杆72,所述第二气动杆72的顶端与所述下料座91卡合连接,
所述第二气动杆72卡合连接的力小于所述电磁铁的吸附力,用以保证当电磁铁吸附下料座91进行上料时,下料座81与第二气动杆72的卡合位置便会分离,实现自动上料,而当下料时,当第二气动杆72与下料座91卡合在一起后,电磁铁断电,电磁铁不再吸附模板9,模板9便可被第二气动杆72自动下料。
如图1所示,图1示出了本发明的电容器气相沉积负压镀金装置结构示意图;
罐体1的内部开设有前后贯穿的排料通道5,排料通道5的内部贯穿有输送带71,输送带71上分布有第二气动杆72;
罐体1的上方设有操作座2,操作座2的表面设有三个排气盘22,还有一个上下料口21,上下料口21位于输送带71的上方;
操作座2的表面设有密封罩23,密封罩23的顶面为密封盖板231,两者为一体冲压结构,密封罩23与操作座2之间无缝焊接;密封罩23的侧面连接真空机构4,真空结构4包括真空泵41和吸附管42,真空泵41用以抽真空,吸附管42用以过滤抽出的空气内的杂质、残留的气态金属颗粒。
电容器气相沉积负压镀金方法,所述镀金方法包括:
S1、上料:
将待镀金的芯子嵌入到模板9的安装槽92内,芯子外漏于所述安装槽92的部分即为需要镀金的部分;在设计安装槽时,预先便可将安装槽的深度调整为芯子不需镀金的长度;使得安装槽不仅可作为芯子的定位结构,还无需在芯子外部设置遮挡结构;
上述步骤具体的为:将芯子主体8预先***到安装槽92内,在***过程中弹性夹持件93会受压并在弹性作用下夹住芯子主体8,使得芯子能够倒置,并且外伸的部分即为需要镀金的部分;重复上述操作,将各个芯子安装在安装槽92内;
将装好芯子的所述模板安装在送料机构7上,所述送料机构7将装好芯子的所述模板9转移安装在工位转换机构6上;
上述步骤用以实现对于芯子的自动上料,具体过程为:将模板9安装在第二气动杆72的顶端,下料座91与第二气动杆72卡在一起,输送带71将第二气动杆72及其顶端的模板9移动至上下料口21的底部,第一转动电机242带动封闭板241转动至打开状态,然后第二气动杆72推动模板9向上运动,当模板9与电磁铁641贴合时停止,随后电磁铁641通电吸附模板9,第二气动杆72向下运动,由于卡合力小于吸附力,所以模板9不会与电磁铁641分离,如此便可实现模板9与第二气动杆72的分离;
封闭机构24封堵上下料口;具体的为:第一气动杆63带动安装板64、模板9上提离开上下料口21,第一转动电机242带动封闭板241转动至上下料口21处,实现对于上下料口21的封堵,保证外界气体不会进入,如此便可完成上料;
S2、气相沉积镀金:
S2.1、真空机构4将密封罩23内抽至真空状态,并同时将芯子上的灰尘、杂质吸走;此步骤用以使密封罩23内形成真空结构,使得后续的气态料能够上浮沉积在芯子的外伸部分,并且去除芯子以及空气中的灰尘,保证导电颗粒与芯子的结合度;具体过程为:真空泵41启动抽出密封罩23内的气体和杂质,杂质部分是空气中携带的还有部分是芯子上附着的,在高强度的吸力作用下,杂质均可被抽出,在经过吸附管42时,会被过滤;
S2.2、第一次镀金加工:
工位转换机构6带动所述模板9转动至第一镀金区;第二转动电机61通过传动杆62带动安装板64、模板9同步转动至第一镀金区内,模板9、各个芯子置于第一个排气盘22的顶部;
镀金机构3抽出熔融导电料并将其加热为气态导电料,具体的为:抽料泵33从熔融料储存室11内抽出熔融状态的导电料,抽出的熔融导电料进入到加热管34中被加热成气态导电料;加热管34示例性的采用电热管道;
所述气态导电料排出至第一镀金区,最终所述气态导电料漂浮沉积在芯子外漏部分,镀金机构抽出Q1体积的熔融导电料后便会停止工作,此时芯子外漏部分的镀层厚度为0.02mm-0.06mm;当流量阀32检测到流经的熔融料有Q1体积时,便会关闭抽料泵33,抽出的熔融料均加热为气态后,会最终沉积在芯子端部,形成较薄的内层,镀层能够预先贴合在芯子上,由于量比较少,气态颗粒之间的干扰较小,各个区域颗粒的上浮速度均相差不多,使得镀层更为均匀,保证了镀金效果和镀金速度;并且由于内层较薄,其凝固速度更快;由于内层的成型质量提高了,后续的主体层的颗粒结合能力更强,成型效果也得到的保证;采用气相沉积的方式进行加工,能够提高覆盖面,保证芯子端部的每个位置均可被加工到,均匀性和致密性均可得到保证;0.02mm-0.06mm是有限次实验得到的,在初次加工中,在能够形成合格镀层的基础上,最大限度的降低内层厚度,最终实验得到上述数据;
S2.3、第二次镀金加工:
工位转换机构6带动所述模板9转动至第二镀金区;
镀金机构3抽出熔融导电料并将其加热为气态导电料,所述气态导电料排出至第二镀金区,最终所述气态导电料漂浮沉积在芯子外漏部分,镀金机构3抽出Q2体积的熔融导电料后便会停止工作,此时芯子外漏部分的镀层厚度为0.3mm-0.35mm;第二次喷涂时,便可镀上较厚的主体层,由于金属颗粒之间的结合性能更强,这便使得第二次沉积的气态颗粒能够牢固的与内层结合,使得主体层的成型效果更佳;0.3mm-0.35mm是有限次实验得到的,在二次加工中,需要加工至即将达到所需厚度的镀层,但仍需留有一定余量,一方面是为了减少单次镀金厚度,保证镀金强度和密实性,另一方面也是方便后续对镀层进行厚度调节;最终实验得到上述数据;
S2.4、第三次镀金加工:
工位转换机构6带动所述模板9转动至第三镀金区;
镀金机构3抽出熔融导电料并将其加热为气态导电料,所述气态导电料排出至第三镀金区,最终所述气态导电料漂浮沉积在芯子外漏部分,镀金机构3抽出Q3体积的熔融导电料后便会停止工作,此时芯子外漏部分的镀层厚度为0.36mm-0.4mm;第三次喷涂主要起到厚度矫正的效果,使得加工出的导电层厚度能够达标;0.36mm-0.4mm即为最终产品要求的厚度范围,从而满足不同类型芯子的加工需要。
S3、下料:
所述工位转换机构6带动所述模板9转动至所述上下料口21;第二转动电机61带动模板9转动至上下料口21上方,然后第一气动杆63推动安装板64、模板9向下运动,当安装板64进入到上下料口21内后,第一气动杆63停止工作,此时安装板64、模板9均置于上下料口21内,此时安装板64便可从上下料口21的顶部封住上下料口21,通过先封堵上下料口21再更换模板的方式,能够最大限度减少外界空气流入量,保证加工时的真空度;
所述封闭机构24打开所述上下料口21;当上下料口21的顶部被封闭后,第一转动电机242带动封闭板241转动,使得封闭板24离开上下料口21;
所述送料机构7将加工好的模板9取下并输送至下一工序;第二气动杆72上移,当第二气动杆72的顶端与下料座91卡合在一起后,电磁铁641断电,模板9不再受到向上的吸附力,然后第二气动杆72向下运动带动镀金完毕的模板、芯子离开工位转换机构,随后输送带71再次动作,将镀金好的芯子送出,而待加工的芯子运动至上下料口,如此循环,实现自动上下料。
上述实施例中说明了在只有一个模板的情况下的加工过程,本发明的模板个数不限于一个,可为1-4个中的任一种。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。