هذا الوضع شائع في مواقع الإنتاج: لدى العميل طلب عاجل، لا يتطلب سوى بضع عشرات من الأدوات، ولكن سعة الفرن تصل إلى عدة آلاف. هل يجب تشغيله أم إيقافه؟
لتوفير الوقت، غالبًا ما يتم وضع الأدوات مباشرة في الفرن. النتيجة؟ اختلاف اللون، أو تشقق الفيلم، أو حتى تليين الركيزة بعد التلدين.
في هذه المرحلة، يقوم الفني غالبًا بضبط المعلمات، وفحص الغازات، والاشتباه في المادة المستهدفة، ولكنه يتجاهل العامل الأكثر غموضًا- وهو أن الفرن يعاني من نقص التحميل.
اليوم، سنناقش "المساعدة الإلهية" في طلاء الأدوات (خصوصًا الطلاءات الحساسة مثل DLC) التي يسهل الخلط بينها وبين الخردة المعدنية-الحمل الوهمي.
ما يسمى بـ-"معلمات العملية" هو في الواقع "معلمات التحميل-الكاملة."
لدى العديد من مهندسي الطلاء فكرة خاطئة مفادها أنه إذا قاموا بضبط الجهد والتيار وضغط الغاز ودرجة الحرارة بشكل صحيح، فستكون جودة الطلاء متسقة.
هذا خطأ تماما.
يعد طلاء الفراغ PVD في الأساس توازنًا ديناميكيًا داخل بيئة البلازما. يتم ضبط جميع المعلمات التي قمت بتعيينها (مثل تيار التحيز والتيار المستهدف) بناءً على "تحميل" محدد مسبقًا.
عندما يكون الفرن ممتلئًا، فإن البلازما "تغلف" آلاف قطع العمل بالتساوي؛ ولكن ماذا يحدث عندما يحتوي الفرن على -عُشر قطع العمل فقط، مع مراعاة نفس كثافة الطاقة؟
سوف تهاجم البلازما بلا هوادة قطع العمل القليلة المتبقية.
إنه مثل استخدام النار التي كانت مخصصة في الأصل لطهي قدر من اللحم، ولكنها الآن تسمح لك فقط بطهي شريحتين؛ والنتيجة الحتمية هي-احتراق اللحم، وقد يحترق الوعاء تمامًا.
الوظائف الأساسية الثلاث للأحمال الوهمية
في طلاء الأدوات المتطورة، وخاصة عند تطبيق مادة DLC خالية من الهيدروجين- أو طبقات عالية الصلابة-، فإن استخدام الأحمال الوهمية (حاملات الأدوات المهملة، أو التركيبات المتخصصة، أو البدائل) ليس لأغراض جمالية، بل من أجل البقاء.
1. تثبيت "الجمود الحراري" لمنع الصلب الركيزة
التوصيل الحراري بطيء جدًا في بيئة مفرغة؛ فهو يعتمد بشكل أساسي على الإشعاع.
إذا كان هناك عدد قليل جدًا من قطع العمل في غرفة التفريغ، فسيتم تقليل السعة الحرارية الإجمالية بشكل كبير. تحت نفس قوة التسخين أو طاقة القصف، فإن معدل تسخين قطعة العمل سيكون مثل الصاروخ.
عاقبة: قد يظهر الجهاز الخاص بك درجة حرارة تبلغ 450 درجة فقط، ولكن درجة الحرارة المحلية للزوايا الحادة أو حواف القطع لقطعة العمل قد تكون تجاوزت بالفعل درجة حرارة التقسية للفولاذ عالي السرعة-.
حصيلة: كان الطلاء جيدًا، لكن صلابة الأداة انخفضت، مما أدى إلى كسرها فور استخدام العميل. الغرض من الحمل الوهمي هو العمل بمثابة "ممتص للحرارة" كبير، حيث يتحكم في درجة الحرارة ويجعل منحنى التسخين سلسًا وسهل التحكم فيه.
2. "خداع" مصدر الطاقة من أجل جهد انحياز مستقر
تحتاج مصادر الطاقة المتحيزة إلى اكتشاف مقاومة الحمل أثناء التشغيل.
إذا كان هناك عدد قليل جدًا من قطع العمل، فستختلف مقاومة الحمل بشكل كبير. قد لا تعمل الشبكة المطابقة لمزود الطاقة على النحو الأمثل، وقد تكتشف في كثير من الأحيان "قوسًا كهربائيًا" خاطئًا، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي بشكل متكرر- أو تشويه شكل الموجة.
العواقب: ضعف التصاق الطلاء، وحتى الحفر الناجم عن الجهد العالي اللحظي الذي يكسر حواف قطعة العمل.
النتيجة: من خلال إضافة حمل وهمي، يرى مصدر الطاقة بيئة مقاومة "مألوفة"، مما يؤدي إلى شكل موجة خرج سلسة ومستقرة.
3. تحسين توزيع تدفق الغاز وكثافة البلازما (خاصة DLC)
تعتبر طبقات DLC (الماس-مثل الكربون) حساسة للغاية للضغط الداخلي.
أثناء ترسيب فيلم الكربون، إذا كان التحميل منخفضًا جدًا، فلن يكون هناك مكان تذهب إليه أيونات الكربون الزائدة، مما يؤدي إلى معدلات ترسب محلية سريعة للغاية وزيادة حادة في الضغط الداخلي داخل الفيلم.
عواقب: قد يتشقق الفيلم في الفراغ قبل الخروج من الحجرة، أو يتقشر تلقائيًا بعد تركه لعدة أيام بعد الخروج من الحجرة.
حل: يحاكي الحمل الوهمي، من خلال احتلاله مساحة، اضطرابات تدفق الغاز واستهلاكه في ظل ظروف الحمل الكامل، مما يضمن الحفاظ على معدل استهلاك الغازات التفاعلية ضمن نافذة العملية.
الحمولة الوهمية ليست "سلة قمامة".
بما أن الحمولة الوهمية مهمة جدًا، ألا يمكنك رمي أي خردة معدنية قديمة؟
وهذا هو الخطأ الشائع الثاني الذي ترتكبه العديد من المصانع.
1. يجب أن تكون الحمولة الوهمية "نظيفة". يقوم العديد من المشغلين ببساطة برمي كتل حديدية صدئة أو أدوات ملطخة بالزيت-لملء المساحة.
هذه الأشياء القذرة، عند تسخينها في الفراغ، ستطلق كميات كبيرة من بخار الماء وبخار الزيت (إطلاق الغازات).
توصية: يجب أيضًا أن تخضع الأحمال الوهمية لعملية تنظيف قياسية، على الأقل للتأكد من خلوها من الزيت والصدأ.
2. يجب أن تكون الهندسة "متشابهة".
إذا كنت تقوم بتغطية طاحونة نهاية رفيعة، فمن الأفضل أن يكون الحمل الوهمي أيضًا جسمًا مشابهًا على شكل قضيب-.
إذا قمت بوضع لوحة مسطحة كبيرة كحمل وهمي، فإن توزيع المجال الكهربائي (تأثير الحافة) سيكون مختلفًا تمامًا عن توزيع القضيب النحيف، مما يتداخل بشدة مع تجانس الطلاء لقطعة العمل القريبة.
