Китайский производитель плазменного напыления сапфира

Когда слышишь про плазменное напыление сапфира, многие сразу представляют лаборатории с идеальными условиями. Но в реальности 80% проблем начинаются с банального – перепадов температуры в цеху. У нас в Даляне это особенно чувствуется.

Почему сапфир и почему плазма

В 2018 мы пробовали наносить покрытие на кремний – получились классические микротрещины. Перешли на сапфировые подложки, но столкнулись с адгезией. Помню, три партии ушли в брак из-за влажности выше 45%. Пришлось перестраивать систему осушки.

Сейчас используем установки с регулируемым градиентом нагрева. Не те немецкие, что у всех на фото, а китайские аналоги – но доработанные под наши материалы. Разница в стоимости в 4 раза, а стабильность даем 98.7%.

Кстати, про стабильность. В прошлом месяце пришлось отказаться от партии порошка – поставщик сменил фракцию с 15-25 на 10-20 мкм. Для оптики это критично, пришлось срочно искать альтернативу.

Оборудование и его капризы

В ООО Далянь Синьцзиян Индустрия цех с постоянной температурой – это не роскошь, а необходимость. Но даже при +23±0.5°C бывают дни, когда плазма 'пляшет'. Особенно перед дождем.

Наши 102 единицы оборудования – это не просто цифры. Например, пятиосевой ЧПУ для обработки держателей – без него геометрию выдержать невозможно. А трехкоординатная измерительная машина иногда показывает погрешность в 2 мкм, хотя паспортная – 1.5. Приходится вносить поправки вручную.

Самое сложное – калибровка форсунок. Раз в квартал полностью разбираем систему. Последний раз обнаружили эрозию сопла после 300 часов работы. Замена – 1200 долларов, но дешевле чем терять целые партии.

Технологические провалы и находки

В 2020 пробовали ускоренный цикл напыления – обещали увеличить производительность на 40%. В итоге получили расслоение покрытия на угловых зонах. Пришлось вернуться к классическому режиму с промежуточным отжигом.

Сейчас экспериментируем с предварительной ионной очисткой. Пока результаты неоднозначные – для одних деталей прибавка к адгезии 15%, для других – всего 3%. Видимо, зависит от кристаллографической ориентации сапфира.

Кстати, о сапфире. Закупаем пластины диаметром до 150 мм. Но для особых заказов режем их на сегменты – вот здесь-то и появляются проблемы с краевыми эффектами.

Люди и процессы

122 сотрудника – это не только операторы. У нас есть технолог, который 20 лет работает только с керамическими покрытиями. Он-то и заметил, что при скорости подачи порошка выше 35 г/мин начинается неравномерность напыления.

Система контроля качества – отдельная история. Каждую деталь проверяем на просвет, но еще выборочно – на спектрометре. Иногда визуально идеально, а по составу – отклонение 2-3%.

Молодые инженеры часто предлагают автоматизировать все процессы. Но опыт показывает – без визуального контроля теряешь 30% брака. Особенно когда работаешь с плазменным напылением для медицинских имплантов.

Экономика и реальность

Инвестиции в 90 миллионов юаней – это не только оборудование. 30% ушло на систему вентиляции и фильтрации. Пыль – главный враг напыления сапфира.

Себестоимость одного квадратного дециметра покрытия – около 1200 юаней. Но когда заказчику говоришь цену, всегда удивляются. Не понимают, что 60% – это подготовка поверхности и контроль.

Сайт xinjiyangongye.ru мы используем в основном для технических спецификаций. Потенциальные клиенты сначала смотрят параметры онлайн, потом обязательно приезжают в цех. Без этого договоры не подписывают – и правильно делают.

Перспективы и ограничения

Сейчас пробуем наносить многослойные покрытия. Чередуем сапфир с оксидом алюминия – получается интересный эффект для защиты от термоудара.

Но есть фундаментальное ограничение – толщина покрытия свыше 200 мкм приводит к внутренним напряжениям. Пока не знаем, как это обойти. Возможно, нужно менять весь технологический цикл.

Коллеги из других регионов часто спрашивают про наши 8000 м2 площадей. Но главное не метры, а то, как организованы потоки материалов. От склада до упаковки – весь путь должен занимать не больше 4 часов. Иначе влага успевает проникнуть в поры.