Китайское вакуумное оборудование для ионно-плазменного напыления металлов Enterchina.ru
Enterchina.ru

Китайское вакуумное оборудование для ионно-плазменного напыления металлов

В пятницу посетил в г.Дунгуань две фабрики (и три производственные площадки), которые производят оборудование для ионно-плазменного напыления.

Ионно-плазменное напыление (оно же вакуумное напыление, оно же PVD coating) заключается в нанесении декоративно-защитного покрытия на металлические, пластиковые, стеклянные и другие материалы с использованием вакуумных ионно-плазменных магнетронных установок. PVD coating, также известный как тонкопленочное покрытие или ионно-плазменное напыление, представляет собой процесс, при котором твердый материал испаряется в вакууме и осаждается на поверхность детали. Однако такие покрытия — это не просто металлические слои. В процессе нанесения составные материалы добавляются атом за атомом, создавая тонкий, очень прочный металлический или металлокерамический слой. Это значительно улучшает внешний вид, долговечность и функциональность детали или продукта.

1. Вначале помещают объект, на который нужно нанести покрытие, в вакуумную камеру. Затем из камеры откачивают воздух, создавая вакуум. 2. В камеру вводят небольшой объём газа, обычно инертного, например, аргона. Затем в камеру подают электрическое напряжение, которое ионизирует газ, превращая его в плазму. Плазма — это состояние вещества, в котором атомы газа теряют электроны и становятся ионами, а также содержат свободные электроны. 3. Вакуумная камера также содержит материал, который должен быть нанесён на объект. Этот материал может быть в виде мишени или в виде проволоки. Когда плазма взаимодействует с этим материалом, она выбивает из него атомы и ионы, превращая его в пар. 4. Атомы и ионы, выбитые из материала, движутся в направлении объекта, который нужно покрыть. Они оседают на его поверхности, образуя тонкий слой покрытия.

Основные преимущества ионно-плазменного напыления включают:

  • Отсутствие изменений в стехиометрическом составе.
  • Высокую плотность и прочность полученного покрытия.
  • Возможность создания покрытий из неплавящихся или особо тугоплавких материалов.

Покрытие вашего телефона или ноутбука сделано как правило способом ионно-плазменного напыления. Кстати, одна из компаний, которую я посетил — компания Huicheng Vacuum Technology, как раз поставляет свое оборудования для заводов Foxconn, который занимается производством iPhone и Macbook для компании Apple. Но снимать там нельзя вообще. На видео ниже другой производитель — по сравнению с Huicheng Vacuum Technology — это по сути хоть и высокотехнологическое, но гаражное производство. Зато цены у этого производителя на вакуумные камеры для ионно-плазменного покрытия более, чем в два раза ниже, чем у Huicheng Vacuum Technology.

Чем хорошо китайское оборудование — если здесь что-то производят, то сразу в различных ценовых диапазонах. Есть очень дорогое оборудование по наивысшим стандартам, есть то же самое, но дешевле в два, а то и в три раза. И задача по поиску оборудования как правило в этом и заключается — найти оптимальное решение, максимально качественное при минимально допустимой цене. Это трудозатратно, иногда очень. Поэтому платите агентам деньги за поиск. Оно в итоге более выгодно.

Но идем дальше.

Способы применения ионно-плазменного напыления

Напылять можно практически любые металлы на любые поверхности. Необходимое условие — поверхность должна быть хорошо обезжирена, с нее должны быть удалены самые крошечные элементы пыли и после она должна быть просушена. Напыление происходит в вакуумных камерах, в которой находятся магнетроны и стержни распыляемого металла. Чем больше по размеру вакуумная камера, тем больше должно быть магнетноров, при этом количество магнетронов в камере сильно влияет на стоимость оборудования.

Метод ионно-плазменного напыления имеет широкий спектр применения благодаря своим уникальным характеристикам и возможностям. Вот только некоторые из основных сфер его применения:

Металлообработка и машиностроение:
— Покрытие деталей для повышения износостойкости, коррозионной стойкости и термостойкости.
— Упрочнение режущего инструмента, такого как сверла, фрезы и резцы.

Авиационная и космическая промышленность:
— Повышение долговечности компонентов двигателей и других критически важных частей.
— Применение термобарьерных покрытий для защиты от высоких температур.

Электроника и микроэлектроника:
— Создание тонкопленочных покрытий для микросхем, транзисторов и других микроэлектронных компонентов.
— Производство антикоррозионных и электрически изолирующих покрытий.

Медицина:
— Напыление биосовместимых материалов на медицинские имплантаты, такие как суставные протезы и стоматологические имплантаты.
— Повышение износостойкости и биосовместимости хирургических инструментов.

Оптика:
— Производство антибликовых и защитных покрытий для линз, стекол и других оптических компонентов.
— Создание многослойных оптических фильтров и отражателей.

Автомобильная промышленность:
— Улучшение характеристик деталей двигателя, таких как поршни и цилиндры.
— Создание антикоррозионных покрытий для различных частей автомобиля.

Энергетика:
— Напыление защитных покрытий на турбинные лопатки и другие компоненты энергетического оборудования для повышения их долговечности.
— Создание покрытий для солнечных панелей и других устройств альтернативной энергетики.

Ювелирное дело и производство часов:
— Улучшение внешнего вида и долговечности ювелирных изделий и корпусов часов.
— Создание декоративных и износостойких покрытий из драгметаллов.

Производство стекла и керамики:
— Применение защитных и функциональных покрытий для улучшения свойств стекла и керамических изделий.
— Создание самоочищающихся и антикоррозионных поверхностей.
— Создание декоративных компонентов на керамической платике.

Производства специальных тканей
— Защитное напыление используется при создании тканей специально назначения: для военных (защита от тепловизора), пожарных (огнестойкая ткань) и т.д.

Текущие тенденции и динамика рынка производства оборудования для ионно-плазменного напыления в Китае

В последние годы рынок ионно-плазменного напыления в Китае демонстрирует стабильный рост, обусловленный несколькими факторами — это, прежде всего рост производства электроники (смартфонов, ноутбуков, планшетов) и других электронных устройств. Но также Китай производит очень много солнечных панелей и аккумуляторов для электоавтомобилей. И там, и там, используется пленка с напыленными металлами. Сама технология ионно-плазменного напыления является ключевой для Китая, и развитие отрасли всячески поддерживается Китайским Правительством — компании из этой сферы получают государственные субсидии и гранты, особенно на научные исследования. В Китае существует несколько исследовательских центров и лабораторий, специализирующихся на ионно-плазменном напылении, что позволяет развивать и совершенствовать технологию. Фокус внимания на эту технологию в Китае привел к тому, что китайские компании стали мировыми лидерами в области ионно-плазменного напыления.

Ключевые китайские производители оборудования для ионно-плазменного напыления

Huicheng Vacuum Technology
Один из мировых лидеров в области как создания оборудования для ионно-плазменного напыления, так и научных разработок в этой области. У компании три производственные площадки в г.Донгуань (провинция Гуандун), одна из которых — административный корпус и департамент R&D, и две чисто производственные площадки. В 2024 году компания вышла на IPO, ее акции торгуются на Шеньчженьской фондовой бирже.

Beijing Power Tech
Компания больше ориентирована на внутрикитайский рынок. Также имеет свой свой отдел R&D со штатом более 100 человек. Компания предлагает широкий ассортимент оборудования, включая установки для вакуумного напыления, реактивного ионного травления и ионной имплантации. Известна своими инновационными решениями и высокой надежностью оборудования.

Chengdu Guotai Vacuum Equipment
Компания из Ченгду достаточно молодая (основана в 2013 году). Но она имеет около 50 международных патентов и свои собственные разработки электронно-лучевого напыления для металлического, керамического и полимерного напыления.

В этой статье мы указываем только трех производителей, хотя крупных и проверенных поставщиков, с опытом контрактного производства и экспорта оборудования за рубеж в Китае найдется пара десятков. Это все проверенное и качественное оборудование, у которого будет только один недостаток — высокая цена. Средняя отпускная цена одной вакуумной установки ионно-плазменного напыления у этих производителей — около 600-700 тыс. долларов США.

При этом в Китае найдется еще около 50-100 (точнее сказать трудно) более мелких производителей подобного оборудования — от  приличных  заводов до вполне себе «гаражного» производства. Качество там будет ниже, часто оборудование будет идти без ПО (у всех крупных производителей ПО идет в комплекте) и программное обеспечение придется писать заново. Но стоимость оборудования на таких фабриках будет существенно ниже.

Полу-гаражные производители вполне могут создавать качественное оборудование

Прогноз развития рынка ионно-плазменного напыления

Мировой рынок ионно-плазменного напыления будет расти устойчивыми темпами в ближайшие годы. Основными драйверами роста станут:

1. Рост спроса в электронике: миниатюризация и увеличение производительности электронных устройств требуют новых методов покрытия, которые обеспечивают надежность и долговечность компонентов.
2. Медицинская техника: ионно-плазменное напыление используется для создания биосовместимых покрытий имплантатов, что улучшает их функциональность и долговечность.
3. Автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность: рост числа электромобилей и развитие космических программ стимулируют спрос на высококачественные покрытия для компонентов, работающих в экстремальных условиях.

Китай сегодня — один из мировых лидеров рынка ионно-плазменного напыления. Прогнозируется, что в Китае рынок будет расти еще более высокими темпами по сравнению с мировым уровнем, с приростом около 12-15% в год.

Спрос на технологии ионно-плазменного напыления будет продолжать расти, особенно в высокотехнологичных отраслях. Для Китая — это ключевая технология. Уверен, в ближайшие годы мы станем свидетелями технологических прорывов в области ионно-плазменного напыления именно со стороны китайских компаний.

Мы ведем тг-канал о жизни и работе в Китае, подписывайтесь!