汕頭市慶達機電設備有限公司 楊偉光 陳爍升
摘要：多功能涂布實驗機作為集成多種涂布工藝與涂層處理功能的實驗室設備，已廣泛應用于材料科學、電子信息、光學工程及生物醫藥等領域，成為行業技術創新焦點。隨著智能化技術的深入發展，該設備的智能化升級與應用拓展展現出巨大市場潛力。本文通過系統闡述多功能涂布實驗機的技術特性與創新優勢，旨在推動智能化涂布技術的產業化進程，為科研機構的前沿探索及制造企業的工藝優化提供可靠數據支撐，共同開啟精準涂布的新紀元。
一、市場背景
在材料科學與工業制造領域的快速發展進程中，涂布技術作為核心工藝之一，其精度與效率的提升對推動科技進步和產業升級起著至關重要的作用。隨著新材料產業的蓬勃興起以及科研需求的持續升級，一款集成智能化與多功能特性的涂布實驗機應運而生，為科研人員和工程師提供了前所未有的創新平臺。這款智能化多功能涂布實驗機憑借卓越的技術性能、靈活的應用場景以及高效的智能控制，正引領涂布技術邁入全新發展階段，為材料科學與工業制造領域的高質量發展注入強勁動能。
作為涂布技術領域的資深專家、潮汕星河獎獲得者，汕頭市慶達機電設備有限公司總經理陳耀渠先生帶領研發團隊，敏銳洞察到傳統涂布設備在功能單一性、精度控制等方面的技術瓶頸。依托深厚的行業經驗與創新能力，成功研發出新一代 SYJ650 型多功能涂布實驗機。該設備以模塊化設計理念為核心，通過與基材供應商、涂布材料廠商及終端用戶的深度協同創新，實現了網紋輥刮刀正、逆涂布、狹縫擠出涂布、逗號刮刀涂布、微凹版涂布等五種涂布工藝的快速切換。
經客戶測試生產驗證，SYJ650 型設備可大大降低研發成本 ，涂層厚度控制精度 達到設計約定要求，生產效率大大提升，其創新成果已通過發明專利 "一種具備多種涂布方式的涂布頭"（授權公告號：CN119186921B）獲得知識產權保護。該設備不僅為客戶提供了突破性的實驗平臺，更通過智能化工藝優化系統，推動涂布技術向納米級精度、智能化生產方向跨越式發展，助力新材料研發與高端制造產業升級。
二、多功能涂布實驗機主要特點：
【卓越性能 引領技術革新】
多功能涂布實驗機集成了網紋輥刮刀正、逆涂布、逗號刮刀涂布、狹縫擠出涂布、微凹版涂布等多種先進涂布工藝，突破了傳統設備功能單一的局限性，實現了多工藝的高度集成與靈活切換。設備采用精密涂布頭設計與伺服驅動系統，可實現微米級至納米級的涂層厚度控制，顯著提升涂層均勻性和致密性，滿足高端科研機構及制造企業對涂布精度的嚴苛要求。該設備支持從薄膜到紙質基材的全類型材料適配，為新型材料研發與產品創新提供了廣闊空間。
【模塊化設計，靈活多變】
模塊化設計是該設備的另一大技術創新點。通過人機交互界面切換以及靈活的涂布頭模塊組合，用戶可以輕松適應不同基材、不同涂布需求的工藝要求，大大提高了設備的靈活性和適用性。這種設計不僅降低了用戶的運營成本和維護成本，更為科研創新與工藝優化提供了廣闊的空間。
【節能高效 綠色生產】
設備搭載節能型干燥系統，采用高效風機與變頻電磁感應加熱技術，兼具加熱速度快、熱效率高、溫度控制精準等優勢。結合多段溫控技術，確保各區段干燥效率與固化工藝的精準匹配。實測數據顯示，相比傳統干燥方式可節能 30%-50%，既符合綠色低碳生產趨勢，又為用戶構建可持續生產環境，助力企業實現綠色轉型。
【電氣控制，便捷高效】
設備采用 PLC 可編程邏輯控制器集成控制與直觀的觸摸式人機界面（HMI）交互設計，操作人員可通過屏幕輕松完成涂布參數設置與調整，并實時監控設備運行狀態。該控制系統不僅提升了操作便捷性，更顯著降低人為操作誤差，確保實驗與生產過程的重復性和穩定性。
設備配備了全自動張力控制、多點自動糾偏、溫度全自動控制以及全伺服運動控制等先進功能，能夠實現涂布全流程的自動化運行。系統會依據預設值自動對涂布速度、張力大小、溫度高低等工藝參數進行精準調整，確保涂布過程始終處于最佳狀態，保障涂布質量的穩定性和一致性。
此外，設備還配套了遠程控制模塊，操作人員可通過網絡在遠程終端對設備進行操作和監控，極大提升了操作的便捷性和管理效率。同時，設備預留了電氣擴展接口，為后續添加新功能模塊、接入更先進的傳感器或控制系統等系統升級操作提供了堅實的硬件基礎，便于設備在未來能夠快速適應不斷變化的生產需求和技術發展趨勢。
三、多功能實驗機設備詳細介紹
國內外有多家開發多功能涂布實驗機，針對各自領域定制設備，現以汕頭市慶達機電有限公司開發SYJ650多功能涂布實驗機設備為例，詳細介紹涂布實驗機如下：
SYJ650多功能涂布實驗設備是卷對卷方式，適應于實驗室或小型涂布產品創新開發。實驗機中涂布頭配置有網紋輥正、逆轉涂布頭、逗號刮刀涂布頭、狹縫涂布頭及微凹版涂布頭等五種涂布方式，網紋輥正、逆轉涂布頭固定安裝壁板上設計，其他三種涂布頭采用高精度定位的滑軌小車式，精密定位機構，自動對中系統，通過PLC控制系統快速切換不同涂布模式，適應不同產品對涂料和基材需求，薄膜涂布烘道裝置采用三段兩米熱風循環烘箱以及紅外線輔助加熱，干燥熱效率高，能耗小，配套UV光固化裝置，薄膜冷卻采用雙輥冷卻，收卷采用全自動收卷機。
機組配置西門子 PLC 及一臺 11″彩色觸摸屏，對整機進行操作和控制，包括速度、張力控制、烘箱溫度、在線檢測、在線幫助、報警處理以及生產參數儲存等等，操作直觀方便。對整機多點驅動和多段張力實現動態同步控制；產品涂布均勻，成品表面無損傷壓傷等缺陷。 驅動電機全部采用伺服電機，使整機運行張力平穩，有效保證涂布均勻及復合效果。
SYJ650多功能涂布實驗設備主要技術參數：
附件設備工藝流程圖如下：
設備工藝流程：
放送-電暈-牽引-涂布組合-真空吸附-烘箱組合-UV固化-雙輥冷卻-收卷
二放送復合
四、 多功能涂布實驗機設備智能化升級與AI人工智能深度融合
未來的智能化多功能涂布實驗機可一鍵啟動，搭載智能控制系統，配備直觀操作界面，參數設置、涂布過程監控與數據分析一鍵搞定。可根據用戶不同產品要求，通過材料特性與工藝要求，分析影響涂層厚度的工藝參數，如涂布頭類型、涂布速度、涂布材料（膠水）特性、刮刀間隙影響、涂布壓力、環境因素等，系統可自動學習與優化涂布參數，快速匹配最佳涂布方案，大幅提高實驗效率與重復性，讓涂布實驗變得簡單高效，還可以通過AI算法預測涂層缺陷（如氣泡、裂紋），以及視覺系統驗證及并自動調整工藝參數。
隨著AI技術的不斷普及和深度應用，那些曾經高度依賴人工經驗、需要反復試驗和調試的技術崗位，正逐漸轉變為通過引入人工智能技術來替代，實現從 "經驗驅動" 到 "數據驅動" 的智能化轉型。在涂布實驗機研發過程中，通過可靠的智能傳感器和控制算法，實現對整個涂布過程的智能監控和調節，提高生產效率和涂布品質。能夠根據不同的涂布任務，自動調用最佳涂布參數，建立涂布工藝知識圖譜，支持快速配方檢索與智能推薦，實現個性化定制生產。系統構建深度學習模型預測涂層性能，集成數字孿生技術實現虛擬涂布驗證，從而實現更加智能化的控制方式。
設備智能化解決方案主要包括數據采集與存儲、數據分析與建模、參數優化、系統集成與反饋、持續改進，同時考慮系統的安全性和可靠性、可擴展性、實時性和用戶友好性。考慮系統架構設計、核心算法實現，其功能為：
【客戶個性化定制功能】
能夠迅速響應客戶的需求，并結合產品特性，利用AI技術，精準定制出最優化的配方，顯著提升了客戶滿意度。
【智能數據采集及儲存，快速配方優化功能】
涂布工藝的參數優化涉及涂布速度、涂膠量、涂膠均勻性等多個方面。需要在短時間內分析大量實驗數據，利用歷史數據來訓練模型，快速找到最優的方案。相比傳統的人工試錯法，AI大大縮短了配方開發周期，提高了生產效率。
【自動化控制功能】
結合智能傳感器和自動控制系統，能夠實現實時監控和自動調節。不僅減少了人工干預的需求，還確保準確性和穩定性，進而提高了生產效率。
【缺陷預測及檢測功能】
利用AI數據分析，結合機器視覺技術驗證，能夠實時檢查生產中的缺陷，并自動分類和處理，等等。
【安全性和可靠性】
保障數據存儲和傳輸的安全性，系統的容錯能力，防止數據丟失或篡改。
五、市場前景廣闊，潛力無限
1、 新興市場的需求增長：隨著全球經濟的發展和新興市場的崛起，亞洲、非洲等地區的基礎設施建設和制造業快速發展，涂布行業市場提供了新的增長點，為多功能涂布實驗機的推廣應用提供了廣闊的空間 。
2、技術創新推動行業發展：隨著科技的不斷進步和新技術的引入，涂布機將更加注重技術創新和智能化升級 。例如，引入先進的智能傳感器、控制系統和人工智能技術，實現涂布過程的精準控制和智能化管理，提高生產效率和產品質量 。
3、環保政策的推動：在全球環保意識日益提高的背景下，環保政策將推動涂布機行業向綠色、環保方向發展。未來，涂布機企業需要更加注重環保和節能技術的應用，開發環保型涂布材料和技術，以滿足市場對綠色產品的需求 。
展望未來，智能化多功能涂布實驗機將繼續在涂布技術領域發揮引領作用。隨著人工智能、物聯網、大數據等前沿技術的不斷融合與創新應用，設備將實現更加智能化、自動化的操作與控制，為科研人員與工程師們提供更加精準、高效的涂布解決方案。同時，我們也期待與更多行業伙伴攜手共進，共同推動涂布技術的創新發展，為材料科學與工業制造領域的高質量發展貢獻更多智慧和力量。
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