Резиновый вал для напыления на закалённое стекло в фотовольтаике

Когда говорят про резиновые валы для напыления в фотовольтаике, многие сразу думают о твёрдости, но редко кто сходу вспомнит про эластичность восстановления и стойкость к абразиву от закалённого стекла. Вот тут и кроется частая ошибка — гонка за цифрами по Шору, без понимания, как поведёт себя материал в контакте именно с кромкой закалённого стекла, которая, между прочим, после термички имеет свои микронеровности.

Почему именно полиуретан, а не просто ?резина??

В нашем цеху перепробовали кучу вариантов. Были попытки ставить валы из этиленпропиленового каучука — дешевле, вроде бы. Но на линии напыления, где идёт нанесение антибликовых или пассивирующих слоёв на стекло, они не выдерживали долго. Основная проблема — не столько химическая стойкость к самому напыляемому материалу, сколько комбинированное воздействие. Постоянный контакт с абразивной кромкой стекла плюс микровибрация от системы подачи. Через пару недель интенсивной работы на валу появлялась мелкая ?рябь?, которая потом начинала давать неравномерность в толщине слоя. Перешли на полиуретан.

Здесь важно не любое полиуретановое изделие. Нужен специфический состав, который даёт не просто твёрдость, скажем, 55-60 Shore A, но и высокий модуль упругости при малых деформациях. Это чтобы вал не ?продавливался? локально под давлением кромки, а как бы ?обтекал? её, сохраняя равномерный зазор. Мы сотрудничаем с ООО Шанхай Диби по производству резиновых и пластиковых изделий, их линейка как раз закрывает этот запрос. На их сайте https://www.sh-dibi.ru видно, что они выделяют полиуретановые валы для нанесения покрытий (вторая крупная серия) в отдельную категорию, и это неспроста. Там идёт речь именно о диапазоне твёрдости 40–70 ед., который критичен для нашей задачи.

Их компания, как указано в описании, специализируется на полной серии изделий разной твёрдости, и этот опыт чувствуется. Когда мы запросили валы именно для напыления на закалённое стекло, они не стали предлагать стандартное решение из первой серии (жёсткие валики ≥70 ед.), а уточнили условия: скорость линии, тип напыляемого состава, угол контакта. Это показательный момент — значит, понимают, что для фотовольтаики важен не просто вал, а элемент системы, работающий в конкретном ?окне? параметров.

Ключевые параметры: что смотреть кроме твёрдости?

Твёрдость — это точка входа. Но дальше идёт целый список. Коэффициент трения поверхности вала. Он должен быть минимальным, чтобы не ?тянуть? стекло, но при этом достаточным для стабильного вращения без проскальзывания. Достигается это и составом полиуретана, и финишной обработкой поверхности. У ООО Шанхай Диби валы часто идут с полированной или шлифованной до зеркальности рабочей поверхностью, что снижает адгезию напыляемых частиц к самому валу — это продлевает жизнь и снижает частоту чистки.

Радиус кромки вала. Казалось бы, мелочь. Но если он слишком острый, создаётся высокое локальное давление на стекло. Слишком скруглённый — уменьшается зона контролируемого контакта, может плавать толщина слоя по краям. Мы эмпирическим путём, с парой бракованных стёкол, вышли на оптимальный радиус для наших линий. Интересно, что в каталоге на sh-dibi.ru среди прочего указаны ?валики для покрытия стекла? — это как раз из той оперы, их геометрия изначально заточена под такие задачи.

Термостойкость. Линия напыления не всегда горячая, но в некоторых процессах стекло подаётся с остаточной температурой после закалки. Полиуретан должен сохранять свойства при +60…+80 °C. Был случай с другим поставщиком, вал начал ?плыть? и потерял форму после недели работы. Пришлось срочно искать замену. С тех пор этот параметр проверяем в первую очередь.

Практика монтажа и калибровки

Даже идеальный вал можно испортить при установке. Натяжение подшипников, соосность — всё это влияет на биение. Биение даже в пару сотых миллиметра для тонких плёнок в фотовольтаике уже критично. Мы всегда делаем пробный прогон с замером толщины слоя по всей ширине стекла после установки нового вала. Часто требуется небольшая доводка положения.

Ещё один нюанс — крепление. Некоторые валы идут с запрессованными подшипниками, другие — с посадочными местами под них. Второй вариант гибче, но требует больше внимания при монтаже. В продукции, которую мы берем у Shanghai Dibi, часто встречается первый вариант — вал в сборе, готовый к установке. Это ускоряет замену, что на непрерывной линии дорогого стоит. Их ассортимент, включающий полиуретановые детали по чертежам заказчика, говорит о том, что они могут сделать и специфический вал-ось в сборе, если того требует конструкция машины.

Смазка. Казалось бы, нет. Но нет — в некоторых случаях для снижения трения в подшипниковых узлах используется минимальное количество специальной смазки, не летучей и не вызывающей набухание полиуретана. Это к вопросу о мелочах, которые узнаёшь только на линии.

Износ и диагностика: когда менять?

Резиновый вал для напыления не служит вечно. Главный признак износа — не видимые трещины, а постепенное увеличение допуска по толщине покрытия на выходе. Мы ведём журнал замеров. Как только видим устойчивый выход за техграницы, начинаем искать причину, и часто она именно в вале. Он мог потерять упругость локально, в зоне максимального контакта.

Визуально это может быть почти незаметно. Помогает простой ?дедовский? способ — прокатить вал по чистой стеклянной поверхности и посмотреть на след. Равномерный, едва заметный отпечаток — всё хорошо. Прерывистый или с изменяющейся интенсивностью — пора задуматься о замене. Именно поэтому важно иметь надёжного поставщика, который обеспечивает стабильность характеристик от партии к партии. По нашему опыту, валы из второй серии ООО Шанхай Диби показывают хорошую повторяемость, что для серийного производства солнечных панелей — must have.

Средний срок службы у нас получается около 4-6 месяцев при трёхсменной работе. Но это очень условно. Всё зависит от абразивности стекла конкретного производителя и типа напыляемого материала. Бывали и сюрпризы — партия стекла с особенно жёсткой кромкой ?съедала? вал за два месяца.

Ошибки и ложные экономии

Пробовали ?реанимировать? слегка изношенные валы шлифовкой. Идея в теории неплохая — снять микрослой, восстановив геометрию. На практике — почти всегда провал. Нарушается балансировка, сложно выдержать идеальную цилиндричность в кустарных условиях, а главное — меняется диаметр и, следовательно, линейная скорость поверхности вала относительно стекла. Это сразу бьёт по параметрам напыления. Вывод — не стоит. Лучше своевременная замена.

Ещё одна ошибка — покупка валов ?на запас? впрок большими партиями. Полиуретан, даже правильно хранящийся, со временем может терять свойства, особенно если склад не идеален по температуре и влажности. Лучше работать по схеме регулярных поставок небольшими партиями под текущую потребность. Надежный производитель, такой как ООО Шанхай Диби, который специализируется на исследованиях и производстве полиуретановых изделий, обычно готов к таким гибким графикам, понимая специфику производства.

И да, никогда не стоит игнорировать третью серию продукции на их сайте — различные резиновые валы для травления и отжима. Это смежная технология. Иногда опыт, накопленный при подборе валов для этих процессов, помогает найти решение и для проблемной линии напыления, например, с выбором материала для особо агрессивных сред.

Вместо заключения: мысль вслух

Так что, резиновый вал для напыления на закалённое стекло — это не расходник в чистом виде. Это точный инструмент, от которого напрямую зависит КПД линии и качество конечного продукта — солнечной панели. Его выбор — это всегда компромисс между долговечностью, точностью и стоимостью. И этот компромисс можно найти только имея дело со специалистами, которые вникают в процесс, а не просто продают ?цилиндры из полиуретана?. Судя по нашему многолетнему опыту работы с их продукцией для покрытия стекла, компания ООО Шанхай Диби из тех, кто такой подход понимает. Что, в общем-то, и видно по структуре их каталога — всё разложено по применению, а не просто по размерам.