Все для дозирования жидких материалов
|
|
|
|
|
|
|
Методы дозирования жидкостей развивались довольно долго. По началу, единственным способом точно отмерить и нанести порцию жидкого материала был шприц с поршнем и иглой. Вместе со стремительным развитием технологий развились и методы дозирования, сегодня их насчитывается довольно много, как и оборудования для этих целей. Оборудование варьируется от классического шприца, подобного медицинскому, до сложной системы с поршневым насосом. Если вам придется столкнуться с любой задачей дозирования, то выбор правильного оборудования может оказаться довольно сложной проблемой, особенно, если вы ничего не слышали об этом раньше. Эта статья поможет вам выбрать действительно нужное вам оборудование именно для ваших целей.
Самый простой, но устаревший, неточный и неудобный метод. Типичная система состоит из шприца, наполненного жидкостью с поршнем различных конструкций внутри. Монтажник просто слегка надавливает на поршень шприца, выдавливая нужное количество материала на деталь. Точность повторения этого процесса в основном зависит от умения мастера работать со шприцом. Этот метод подходит для задач, где точность нанесения не так важна или, например, выход годных изделий не превышает 80%.
Развитием системы с ручным шприцом является пневматическое дозирование. Этот метод использует сжатый воздух для давления на поршень внутри шприца с материалом или специальный дозаторный клапан. Сжатый воздух подается строго определенное время, контролируемое монтажником или цифровой схемой совместно с системой клапанов. Благодаря своей простоте, производительности и довольно высокой точности, более 60% всех задач по дозированию решается пневматическим методом. Techcon (отделение компании OK International) предлагает абсолютно полную линейку оборудования и расходных материалов для пневматических дозаторов: шприцы, наконечники-иглы, адаптеры для шприцов, резервуары давления, клапаны и контроллеры.
Простейшая пневматическая система дозирования из шприца, представленная на рисунке, состоит из воздушного компрессора, цифрового дозатора, адаптера для шприца, самого шприца и наконечника-иглы подходящего диаметра. Для любой порции жидкости очень точно настраивается давление и время дозирования на таймере дозатора. Когда все установки выбраны, оператор может начать нанесения, активировав диспенсер простым нажатием на ножную педаль или кнопку на шприце. Во время работы диспенсер подает воздух в шприц под давлением строго заданное время. Сжатый воздух давит на жидкость в шприце и выталкивает точную порцию через наконечник-иглу. Диспенсеры Techcon серии DX широко применяются во всех областях на рабочих местах благодаря их универсальности и высочайшей точности дозирования. Такие диспенсеры применяются в различных задачах: от точного нанесения паяльной пасты при монтаже компонентов на плату до дозирования клеев или компаундов.
Главным недостатком системы дозирования из шприца является большое количество параметров, влияющих на повторяемость и точность дозирования. Один из факторов – это внутренний диаметр шприца. Если шприц имеет коническую форму даже с небольшим сужением, то размер дозы будет уменьшаться вместе с тем, как материал будет заканчиваться, а поршень продвигаться ниже к основанию шприца. Решением этой проблемы и некоторых других явились клапаны для пневматического дозирования. Типовая система состоит из дозаторного клапана, цифрового контроллера и резервуара с дозируемым материалом под давлением, см. рисунок ниже.
Простейший и наименее дорогой дозаторный клапан – это одноразовый клапан с пережимаемой гибкой трубкой. Он предназначен для дозирования небольших порций или непрерывной подачи материала малой и средней вязкости. Клапан управляется сжатым воздухом, давящим на поршень, пережимающий (защемляющий) гибкую трубку с материалом. Трубка и другие части, контактирующие с дозируемым материалом одноразовые и легко заменяются. Это уникальное свойство делает клапан идеально подходящим для быстро затвердевающих клеев или агрессивных жидкостей, которые могут повредить корпус клапана. Этот клапан отлично работает с цианакрилатными клеями, эпоксидными смолами и двухкомпонентными компаундами. К достоинствам так же можно отнести небольшие размеры и простоту в эксплуатации.
Существует версия такого клапана с ручным управлением вместо пневматического.
Клапан с гибкой трубкой имеет одно отрицательное свойство – трубка изнашивается и ее замена может быть довольно частым мероприятием. Достойной альтернативой в таких случаях послужит диафрагменный клапан. Пневматический диафрагменный клапан использует мембранный механизм для открывания или запирания клапана. Благодаря износостойкому упругому материалу мембраны она служит миллионы циклов до замены. Во время работы сжатый воздух давит на мембрану, которая тянет на себя иглу клапана, создавая отверстие для протекания материала. Как только давление воздуха уменьшается, внутренняя пружина возвращает клапан в закрытое состояние. Уникальная часть этого клапана – это мембрана, совмещенная с запорной иглой исполнительного клапана. Она сделана из твёрдого полиэтилена сверхвысокой молекулярной плотности (UHMWPE), который препятствует проникновению влаги из воздуха в материал. Это преимущество делает такой клапан идеальным для применения с цианакрилатами. Есть и другие преимущества, которые помогли этому типу клапанов распространиться в промышленности: компактные размеры и малый вес, простое и редкое обслуживание, регулируемый ход иглы клапана позволяет выдавать дозы с маленькими размерами до 0.002 куб. см. Теоретически, возможно дозирование материала любой вязкости, правильно подобрав сменные части. Этот клапан имеет очень широкое применение от нанесения материалов, чувствительных к влаге до клеев с УФ отверждением в медицинской промышленности или производстве DVD дисков.
Если вам нужны сверхмалые дозы материала меньше чем 0.002CC, лучшим выбором будет игольчатый клапан. Столь малые размеры дозы до 0.0005 CC легко достигаются благодаря уникальному клапанному механизму, не имеющему в своем принципе не используемого «мертвого объема» жидкого материала.
Этот клапан может использоваться с иглами самых маленьких размеров 32 калибра без образования капли на кончике иглы между циклами нанесения. Игольчатый дозаторный клапан фирмы Techcon – это пневматический клапан с поршневым приводом с одной стороны. Воздух под давлением сдвигает иглу, прикрепленную к поршню, с посадочного места открывая проток рабочего жидкого материала. После завершения дозирования пружина возвращает поршень в исходное состояние плотно закрывая игольчатый клапан. С помощью этого клапана возможно точное дозирование жидкостей с вязкостью до 100,000 cps. Однако невозможно применять его для материалов, чувствительных к влаге или быстросохнущих веществ. Вот некоторые подходящие материалы: материалы с отверждением под УФ, растворители, чернила, масла, праймеры, активаторы… Типичные области применения: нанесение небольших количеств УФ клеев в производстве динамиков или микрофонов, нанесение небольших чернильных точек-маркеров.
Все представленные выше дозаторные клапаны имеют общий недостаток – они не предназначены для дозирования жидкостей высокой вязкости в больших объемах. Эту нишу успешно заполняют золотниковые клапаны Techcon. Специальная версия золотникового клапана для особо вязких жидкостей может дозировать материал с вязкостью до 3 млн. cps. В клапане используется пневматический поршень для открывания протока жидкости. Однако, в отличии от игольчатого клапана, в золотниковом клапане поршень открывает проток жидкости по направлению течения материала. После снятия давления на поршень, пружина возвращает клапан в закрытое положение. В то время, когда поршень возвращается обратно под действием пружины против тока жидкости, создается небольшой обратный поток, всасывающий каплю материала на конце наконечника-иглы. Этот эффект особенно полезен при работе с такими вязкими материалами как силиконы, смазки и герметики. Одно из идеальных применений такому клапану – это формирование прокладок, нанесением герметика в специальный паз в корпусе изделия. К другим применениям можно отнести: дозирование смазок в автомобильной промышленности, заполнение шприцов или картриджей на упаковочном производстве.
Слабым местом всех пневматических клапанов остается чувствительность к неоднородности жидкости. Если вязкость жидкости меняется, необходимо постоянно подстраивать параметры дозирования, чтобы поддерживать точность и повторяемость нанесения таких материалов. Одним из путей решения таких проблем является Дозирование поворотно-смещающим механизмом.
Разработанный в 1987 году фирмой Techcon Systems, метод поворотно-смещающей дозировки жидкостей использует винтовой вал (шнек), приводимый во вращение точным шаговым двигателем. Специальная конструкция обеспечивает непрерывную подачу жидкости к основанию шнека без воздушных промежутков, винтовой вал поставляет материал прямо в наконечник-иглу. Таким образом для дозы материала диаметром 0.25мм достигается отличная повторяемость и точность дозирования.
Благодаря своей универсальности и простоте настройки дозаторный клапан TS5000 стал предпочтительным для применения в электронной промышленности. Клапан рассчитан на работу с жидкостями вязкостью от 30,000 cps и выше, включая такой сложный для дозирования материал, как паяльная паста. На самом деле, это единственный клапан, который может правильно и точно дозировать паяльную пасту непрерывно. Применения в промышленности: дозирование монтажного клея, серебросодержащие эпоксидные пасты, герметики, гелеобразные флюсы…
Версия со сменными частями, непосредственно контактирующими с материалом, TS5000DMP, может применяться для двухкомпонентных составов и быстросохнущих веществ, а также для абразивных жидких материалов. Смачиваемые части в этом случае легко заменить без очистки или ремонта.
Выбор правильного и наиболее подходящего оборудования – это важная часть организации производственного процесса. Инженерам технологам рекомендуется провести переговоры с поставщиком дозаторного оборудования для полного и детального решения всех возлагаемых на него задач. Techcon – это одна из немногих компаний, имеющая среди своего оборудования подходящее практически для любых задач дозирования и нанесения жидких материалов.
|
|
|
