วิธีปรับพารามิเตอร์ของช่องพิมพ์ (Slot Die) เพื่อให้ได้ชั้นเคลือบที่สม่ำเสมอกลางแผ่น

การได้มาซึ่งชั้นเคลือบที่สม่ำเสมอนั้นเริ่มต้นจากการรู้ว่าพารามิเตอร์ของหัวพ่นแบบสล็อต (slot die) ใดมีความสำคัญที่สุด และส่งผลต่อผลลัพธ์สุดท้ายอย่างไร พารามิเตอร์หลักที่ควรให้ความสำคัญ ได้แก่ ช่องเปิดของหัวพ่น (die gap), ความดันการเคลือบ, ความเร็วของวัสดุพื้นฐาน และความหนืดของของเหลว ช่องเปิดของหัวพ่นคือระยะห่างระหว่างริมฝีปากของหัวพ่นแบบสล็อต ซึ่งควบคุมความหนาของชั้นเคลือบในเบื้องต้นโดยตรง หากช่องแคบเกินไปจะทำให้ได้ชั้นเคลือบที่บางและไม่เรียบเนียน ในขณะที่ช่องกว้างเกินไปจะทำให้วัสดุมีปริมาณมากเกินไปและหยดออกมา ความดันการเคลือบกำหนดลักษณะการไหลของของเหลวออกจากหัวพ่นแบบสล็อต โดยความดันที่มั่นคงและสม่ำเสมอจะช่วยให้การจ่ายวัสดุออกมาอย่างสม่ำเสมอ ความเร็วของวัสดุพื้นฐาน (อัตราการเคลื่อนที่ของวัสดุที่ต้องการเคลือบ) มีปฏิสัมพันธ์กับความดัน กล่าวคือ ความเร็วที่สูงขึ้นจำเป็นต้องใช้ความดันที่สูงขึ้นเพื่อรักษาระดับความหนาของชั้นเคลือบ ขณะที่ความเร็วที่ต่ำลงจำเป็นต้องใช้ความดันที่ต่ำตามลงไป ความหนืดของของเหลว (ระดับความหนาของวัสดุเคลือบ) ก็มีบทบาทเช่นกัน โดยของเหลวที่หนืดกว่าจะต้องใช้ช่องเปิดของหัวพ่นที่กว้างขึ้นหรือความดันที่สูงขึ้นเพื่อให้ไหลได้อย่างราบรื่น การเข้าใจถึงปฏิสัมพันธ์ของพารามิเตอร์เหล่านี้จะช่วยให้คุณสามารถปรับแต่งได้อย่างแม่นยำแทนการคาดเดา

ช่องว่างของแม่พิมพ์เป็นพื้นฐานสำคัญของการเคลือบที่สม่ำเสมอ ดังนั้นการปรับเทียบให้ถูกต้องจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่ง เริ่มต้นด้วยการทำความสะอาดริมฝีปากของหัวพิมพ์สล็อตอย่างทั่วถึง เนื่องจากเศษสิ่งสกปรกหรือวัสดุที่แห้งแข็งจะทำให้การวัดค่าช่องว่างคลาดเคลื่อน ใช้เกจวัดแผ่นบาง (เครื่องมือที่แม่นยำที่สุดสำหรับงานนี้) ตรวจสอบช่องว่างที่หลายจุดตามความยาวของหัวพิมพ์สล็อต ได้แก่ ด้านซ้าย ตรงกลาง ด้านขวา และจุดอื่นๆ ระหว่างนั้น เป้าหมายคือการให้ความกว้างของช่องว่างเท่ากันตลอดความยาวของหัวพิมพ์ หากด้านใดด้านหนึ่งแคบกว่า ให้ปรับน็อตของแม่พิมพ์อย่างเบามือเพื่อขยายช่องให้กว้างขึ้น แต่ถ้ากว้างเกินไป ให้ขันน็อตให้แน่นขึ้นเล็กน้อย ควรปรับทีละน้อย (ประมาณ 0.001–0.002 นิ้วต่อครั้ง) แล้วตรวจสอบซ้ำด้วยเกจวัดแผ่นบาง อีกครั้ง สำหรับระบบหัวพิมพ์สล็อตที่เป็นระบบอัตโนมัติ ให้ใช้แผงควบคุมในการปรับช่องว่าง แต่ยังคงต้องตรวจสอบด้วยวิธีการด้วยตนเอง ช่องว่างของแม่พิมพ์ที่สม่ำเสมอนี้จะทำให้วัสดุเคลือบไหลออกมาจากหัวพิมพ์สล็อตอย่างสม่ำเสมอ ป้องกันไม่ให้เกิดจุดที่เคลือบบางเกินไปในด้านใดด้านหนึ่ง และจุดที่เคลือบหนาเกินไปในอีกด้านหนึ่ง

ความดันการเคลือบและอัตราการไหลมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด—การปรับสมดุลนี้ให้เหมาะสมจะช่วยให้วัสดุที่ปล่อยออกมาจากช่องดาย (slot die) มีความสม่ำเสมอ เริ่มต้นด้วยช่วงความดันที่ผู้ผลิตแนะนำสำหรับวัสดุเคลือบและซับสเตรตของคุณ ใช้เครื่องควบคุมความดันเพื่อกำหนดความดันพื้นฐาน จากนั้นทำการเคลือบทดสอบ หากชั้นเคลือบไม่เรียบเสมอกัน (มีรอยเป็นเส้นหรือช่องว่าง) ให้ปรับความดันขึ้นลงเล็กน้อย ความดันที่สูงขึ้นจะเพิ่มอัตราการไหล ซึ่งสามารถแก้ปัญหาบริเวณที่บางเกินไปได้ แต่ถ้าความดันสูงเกินไปจะทำให้เคลือบหนาเกินหรือกระเด็น ความดันต่ำจะลดอัตราการไหล ซึ่งช่วยแก้ปัญหาบริเวณที่หนาและไม่สม่ำเสมอ สำหรับระบบ slot die ที่มีหลายช่องทาง ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแต่ละช่องมีความดันเท่ากัน เพราะความไม่สมดุลจะทำให้เกิดชั้นเคลือบที่มีลักษณะเป็นแถบหรือจุดไม่เรียบ ใช้มิเตอร์วัดอัตราการไหลเพื่อตรวจสอบผลผลิตจาก slot die และให้แน่ใจว่ามีความคงที่ตลอดการดำเนินการ ความดันและอัตราการไหลที่คงที่หมายความว่า slot die จะปล่อยวัสดุในปริมาณที่เท่ากันทั่วพื้นผิวซับสเตรต ส่งผลให้ได้ชั้นเคลือบที่เรียบและสม่ำเสมอ

ความเร็วของซับสเตรตเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญ ซึ่งต้องทำงานสอดคล้องกับช่องเปิดของไดอัดและแรงดัน เพื่อให้ได้การเคลือบที่สม่ำเสมอ หากซับสเตรตเคลื่อนที่เร็วเกินไปเมื่อเทียบกับอัตราการไหลของสล็อตไดอัด ชั้นเคลือบจะบางเกินไป แต่ถ้าเคลื่อนที่ช้าเกินไป ชั้นเคลือบจะหนาเกินไปหรือไม่เรียบ ควรเริ่มต้นด้วยการตั้งค่าความเร็วของซับสเตรตตามคำแนะนำของผู้ผลิต จากนั้นปรับแต่งตามผลการทดสอบ ตัวอย่างเช่น หากชั้นเคลือบบางและเป็นจุดๆ ให้ลดความเร็วลงหรือเพิ่มแรงดันเพื่อชดเชย แต่ถ้าชั้นเคลือบหนาและหยด ให้เพิ่มความเร็วของซับสเตรตหรือลดแรงดัน นอกจากนี้ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าซับสเตรตเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ การเปลี่ยนแปลงความเร็วจะทำให้ความหนาของชั้นเคลือบไม่สม่ำเสมอ ควรใช้ระบบควบคุมความเร็วของสล็อตไดอัดเพื่อรักษาระดับความสม่ำเสมอ และตรวจสอบซับสเตรตว่ามีรอยยับหรือแรงตึงไม่สม่ำเสมอหรือไม่ (ซึ่งอาจส่งผลต่อความเรียบของชั้นเคลือบได้) การประสานความเร็วให้สอดคล้องกับพารามิเตอร์อื่นๆ ของสล็อตไดอัดจะช่วยสร้างกระบวนการที่สมดุล ทำให้วัสดุถูกนำไปเคลือบอย่างสม่ำเสมอขณะที่ซับสเตรตเคลื่อนผ่านไดอัด

แม้จะมีการตั้งค่าพารามิเตอร์เริ่มต้นแล้ว คุณอาจยังจำเป็นต้องปรับแต่งและแก้ไขปัญหาเพื่อให้ได้ชั้นเคลือบที่สม่ำเสมอและไร้ที่ติ หลังจากรันทดสอบแล้ว ให้ตรวจสอบพื้นผิวที่เคลือบอย่างละเอียด—มองหาแถบลาย ฟองอากาศ ขอบบาง หรือจุดที่หนาเกินไป หากพบแถบลาย ให้ตรวจสอบริมฝีปากของหัวพ่น (slot die lips) ว่ามีสิ่งสกปรกหรือไม่ (ทำความสะอาดอย่างเบามือ) หรือปรับช่องหัวพ่น (die gap) อย่างเล็กน้อย ฟองอากาศมักหมายถึงอากาศเข้าสู่ท่อน้ำยา—ให้ระบายอากาศออกจากท่อน้ำยาก่อนปรับแรงดัน ขอบบาง (ที่เรียกว่า "edge bead") สามารถแก้ไขได้โดยการปรับแผ่นปลายของหัวพ่น (end plates) หรือลดแรงดันบริเวณขอบลงเล็กน้อย ส่วนจุดที่หนาเกินไป ให้แน่ใจว่าพื้นผิวเรียบและแรงตึงสม่ำเสมอ หรือลดแรงดันในตำแหน่งนั้นๆ ควรจดบันทึกการปรับแต่ละครั้ง—ระบุว่าปรับพารามิเตอร์ใด ปรับเท่าใด และผลลัพธ์ที่ได้ เพื่อช่วยให้สามารถนำค่าที่ประสบความสำเร็จกลับมาใช้ซ้ำในงานต่อไปได้ ควรทำความสะอาดหัวพ่นเป็นประจำและตรวจสอบความหนืดของน้ำยา (อาจต้องใช้สารทำให้ข้นหรือเจือจางตามความจำเป็น) เพื่อรักษาระดับความสม่ำเสมอ การปรับแต่งและแก้ไขปัญหาเหล่านี้จะเปลี่ยนการเคลือบที่ดีให้กลายเป็นการเคลือบที่สมบูรณ์แบบ ทำให้หัวพ่นทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด