Mis on rullist rulli töötlemine?

Roll-to-roll (R2R) töötlemine on tootmistehnika, mida kasutatakse elektrooniliste seadmete moodustamiseks elastsele alusmaterjalile, mis kantakse ühelt rullilt teisele. Kui substraat keerleb läbi mitme rulliku, võib teha mitmesuguseid valmistamistoiminguid. Rull-rulli töötlemist võib nimetada ka veebitöötluseks või rullilt rulliks töötlemiseks.

Rull-rulli töötlemine hõlmab tavaliselt mitut rulli, mida nimetatakse võreks, mille ümber substraat suunatakse läbi mitmete tootmistoimingute. Need rullid võivad olla orienteeritud nii, et aluspind on ühelt teisele ülekandmisel orienteeritud horisontaalselt, vertikaalselt või diagonaalselt. Viimasel rullil, mida mõnikord nimetatakse ka vastuvõturulliks, rullitakse aluspind pigem kokku, mitte ei suunata seda teisele rullile.

R2R töötlemisel kasutatavad substraadid võivad olla valmistatud erinevatest materjalidest, olenevalt rakendusest ja valmistamisega seotud töötlemisetappidest. Plastkiled on soovitavad oma läbipaistvuse, paindlikkuse ja sitkuse tõttu, kuid sageli võivad need kõrgel temperatuuril laguneda ja mõõtmeid moonutada. Kui läbipaistvust ei nõuta, võib valida roostevabast terasest fooliumid, kuna need taluvad kõrgemaid temperatuure kui plastid. Kasutada võib ka muid materjale, nagu alumiinium ja vasesulamid.

Painduvale substraadile võib vooluringi mustreid moodustada mitmel viisil. Mõned sellised tootmisliinid kasutavad materjali substraadile kandmiseks tindiprinteritehnoloogiat. See protsess sarnaneb sellega, kuidas tindiprinter sadestab tinti paberile. Mõned rajatised kasutavad fotolitograafiat, kasutades valgust, et söövitada substraadile muster, mille võib seejärel täita mõne muu materjaliga. Substraadile elektriskeemiga trükkimiseks võib kasutada ka muid ultraviolettvalgust, lasereid ja nii edasi kasutavaid tehnikaid.

R2R-töötlust kasutades võib läbi viia ka mitmesuguseid muid valmistamisetappe. Lisaks vooluringi mustrite määramisele võib läbi viia selliseid toiminguid nagu stantsimine, lamineerimine, etikettide paigaldamine, puhastamine ja palju muud. Rull-rulli töötlemisoperatsiooni võib hõlmata ka kuumtihendamine ja mitmesuguste katete pealekandmine.

Rull-rulli töötlemise eeliste hulka kuuluvad kõrged tootmismäärad ja saagised. Kuna see võimaldab seadmeid toota automaatselt suurtes kogustes, aitab see tehnika mastaabisäästu kaudu tootmiskulusid vähendada. Kuigi esialgsed kapitalikulud võivad sellise süsteemi loomiseks olla suured, saab neid kulusid sageli katta tootmise käigus saadavate majanduslike eeliste kaudu.
Paljud tooted sisaldavad rullist rulli töötlemisel valmistatud elektroonikat. Nende hulka kuuluvad olmeelektroonika, nagu mobiiltelefonid ja arvutid, kodumasinad ja isegi kodused treeningseadmed. Meditsiinitööstuses kasutatavad seadmed, mis sisaldavad sellist elektroonikat, hõlmavad käeshoitavaid verehapniku monitore, ventilaatorite kuvareid ja meditsiiniliste pildiseadmete interaktiivseid juhtseadiseid. Rull-rulli töötlemisega toodetakse ka täiustatud arhitektuurilisi funktsioone, nagu optilised aknaluugid, mis võivad muutuda poolläbipaistvast läbipaistvaks.

Roll-to-roll töötlemine on olnud eriti mõjukas õhukese kilega päikesepatareide tehnoloogia arendamisel. Kasutades murdosa tavapäraste päikesepaneelide materjalist, muudavad õhukesed päikesepatareid päikeseenergia energiaturul atraktiivsemaks. Nende töötlemine painduval materjalil rullist rullini jõudvas seadmes aitab vähendada nende ajalooliselt kõrgeid kulusid. Nende õhuke profiil muudab need ka esteetiliselt atraktiivsemaks võimaluseks elektritootmiseks kui suuremahulised tavalised paneelid. Õhukeste kileelementide rull-rulli töötlemise edenedes automatiseeritakse rohkem samme, mis viib hindade alandamiseni, mis muudab selle tehnoloogia majanduslikult konkurentsivõimelisemaks.