FőoldalGyártósorAdagolástechnikai kihívások az összeszerelési folyamatok során
2017. november 16., csütörtök ::

Adagolástechnikai kihívások az összeszerelési folyamatok során

Az elmúlt évtizedekben megfigyelhető tendencia, hogy nagymértékben nőtt a gyártási folyamatokban alkalmazott adagolási feladatok száma. Ennek fő okai a folyamatok automatizálása, valamint a meglévő alkalmazások fejlődése, kiváltása. A kihívások ezzel egyidejűleg megjelentek az anyaggyártók oldalán is. A folyamatosan fejlesztés alatt lévő anyagok egyre kedvezőbb tulajdonságokkal rendelkeznek, adott feladatra specifikusan kialakítva

Az adagolási szempontból fontos anyagjellemzők, mint a viszkozitás, felhasználhatósági idő, komponensek száma, esetleges abrazivitás mind befolyásolják a hosszú távon biztonságosan és megbízhatóan használható technológiai megoldás kiválasztását. Ugyancsak fontos szempont a kiadagolni kívánt anyag mennyiségének, illetve annak helyzetének pontos meghatározása. Minél kisebb térfogatot adagolunk, annál inkább hangsúlyt kell fektetni a mennyiségek szabályzására, valamint a méreteltérések és helyezési pontatlanság korrigálására

A japán Musashi Engineering (Europe GmbH) 40 év tapasztalatára alapozva fejleszti folyamatosan a mikroadagolási feladatokra kialakított megoldásait. Az akár 5 mikron beállási pontosságú, kamerával felszerelt asztali robotok tökéletes megoldást kínálnak a pontos pozicionálást igénylő alkalmazásokra. A berendezés referenciaadagolásnak és optikai ellenőrzésnek köszönhetően a legmagasabb elvárásoknak is megfelel. Amennyiben magasságbeli eltérést is kompenzálni kell, abban az esetben a beépített lézeres magasságmérő szenzor biztosítja az ImageMaster 350 asztali robot pontosságát.

1. ábra. Musashi ImageMaster350 asztali robot kamerával, lézeres magasságmérővel

Az egyik, talán leginkább elterjedt adagolási módszer az idő-nyomás alapú technológia, mely történhet közvetlenül fecskendőből, tubusból vagy nagyobb tartályból, adagolószelepen keresztül. A közvetlen tubusból adagolás közben a használt levegő nyomásával, illetve annak időtartamával befolyásoljuk a kiadagolt anyag mennyiségét. A túlfolyás és csöpögés ellen vákuum használatára lehet szükség. Ennél a módszernél az adagolás pontosságát befolyásoló tényezők a levegő nyomása, az anyag hőmérséklete, áttételesen annak viszkozitása, a tubus falának és a levegőcsőnek a rugalmassága. A változók stabil értéken tartásával biztosítható az állandó adagolás.

Ha a fő probléma az anyag viszkozitásának változása, amely a környezeti hőmérséklet ingadozásából ered, javasolt a Peltier-elemes egység, mely viszonylag tág hőmérséklet-tartományok között szabályozható. Az is előfordulhat, hogy a viszkozitás az idő függvényében változik. Ilyen viselkedést mutatnak az előre bekevert, kétkomponensű anyagok, melyek felhasználhatósága alkalmazási hőmérsékleten néha az egy órát sem éri el. Ilyen esetekben, ha felvesszük a viszkozitás változásának időbeni görbéjét, az segítségünkre lehet a megfelelő vezérlőegység felprogramozásában. A beállításokat követően, a kiadagolt mennyiségek és az eltelt idő függvényében automatikusan szabályzásra kerülnek az adagolási paraméterek, így biztosítva a pontos, állandó mennyiséget.

Ennél gyakrabban jelentkező probléma, hogy a tubusban az anyag szintjének csökkenésével arányosan a kiadagolt mennyiség is csökkenni fog. Ennek oka az anyag fölött megnövekedett levegőoszlop mérete, ami az adagolandó anyagtól eltérő módon nyomható össze. A probléma megoldását a digitális méréssel és szabályzással ellátott SuperSigma vezérlő jelenti. Teli és üres tubussal elvégzett kalibrációt követően a vezérlő képes kompenzálni az adagoláshoz használt nyomás és a szükséges vákuum értékét. A vezérlőegység teljes mértékben digitális, analóg szabályzóelemeket nem tartalmaz. Tehát, amennyiben a meghatározó paramétereket, mint a hőmérséklet, stabilan tudjuk tartani, illetve figyelembe tudjuk venni az anyagfogyást, a főbb pontatlanságért felelős változókat tudjuk kontroll alatt tartani, ami kulcsfontosságú feladat.

2. ábra. SuperSigma idő-nyomás alapú, digitális vezérlő

Természetesen az adagolási feladatokat a használt anyagok mellett az alkalmazás típusával is megkülönböztetjük. Eltérő követelményeknek kell megfelelni pillanatragasztó, tömítés, hővezető paszta, vagy – ragasztó, esetleg kitöltési (potting) feladatok esetén. Mindegyik alkalmazás esetén igaz, hogy a megfelelő berendezés hosszú távon magasabb rendelkezésre állást és alacsonyabb költségeket eredményez a felhasználó számára.

A formára vágott, előre kialakított geometriával rendelkező tömítések felhasználása egyre több kompromisszummal jár, amellett, hogy bizonyos esetekben a használatuk megkérdőjelezhetetlen. Előre ismerni kell a szükséges darabszámot, logisztikai feladatot jelent ezen „alkatrész” beszerzése, de a legnagyobb hátránya, hogy csak oldható kötések esetén alkalmazható, ami sok esetben nem nyújt megfelelő megoldást. Számos alkalmazási területen légmentes tömítést és ragasztást is meg kell valósítani. Ilyenkor a kiadagolt tömítések (FIPG – Formi-In-Place-Gasket) lehetőséget biztosítanak komplex geometriák egyszerű kialakítására, és a sorozatgyártás közben bekövetkező módosítások egyszerű kontúrprogramozással, a gyártósoron lekövethetők. A legtöbb esetben egykomponensű, könnyen kezelhető anyagok kerülnek felhasználásra, amiket fogaskerék-szivattyúval vagy excentrikus pumpával a leghatékonyabb megvalósítani. Az említett megoldások kifejezetten nem abrazív anyagokkal működnek stabilan. Amennyiben keményebb szemcsékkel töltött anyagokat adagolunk ilyen berendezésekkel, abban az esetben a folyamatos használat mellett viszonylag rövid idő elteltével kopásokból eredő, az elvárt térfogatoknál nagyobb anyagmennyiség kerül kiadagolásra, extrém esetben pedig anyagcsöpögés vagy túlfolyás jelentkezik, ami csak a főbb alkatrészek cseréjével szűntethető meg.

Egy másik elterjedt adagolási terület a hőt disszipáló elektronikák és a hűtőbordák vagy hűtőbordaként funkcionáló öntvények közötti hőátadást biztosító paszta vagy ragasztók felvitele. A minél jobb hővezető képesség elérése érdekében ezek az anyagok különböző szilárd részekkel, mint fém-oxidok, kerámia vagy üveg vannak töltve. Ugyancsak ebbe a csoportba sorolhatók azok az adagolható anyagok is, melyek gyulladásgátló adalékot tartalmaznak. Ezen utóbbi anyagok könnyen azonosíthatók, UL minősítéssel rendelkeznek. Összességében elmondható, hogy az adalékok abrazívvá teszik ezeket az anyagokat, melyek kihívást jelentenek az adagolórendszerek számára. Az állaguk paszta jellegű, a legtöbb esetben 100 000 mPas viszkozitásérték feletti. Tubusos vagy vödrös kiszerelésben beszerezhetők. A már korábban is említett koptató hatásuk miatt fokozott körültekintést igényel a megfelelő adagolófej, illetve anyagfeladó pumpa kiválasztása. A szempontok közé kell sorolni a rendszerben fellépő nyomást is, ami, ha magas értéket ér el, előfordulhat, hogy az anyag a rendszerben szétválik a hordozó-, illetve adalékkomponensekre. Ez azért jelenthet problémát, mert a hordozóanyag általában szilikonolaj, és a szeparálódás után adagolt anyag már nem tudja teljesíteni a specifikációban előírt tulajdonságokat, valamint a szilárd részek a rendszer eltömődését okozhatják!

A hővezető paszták adagolásához egy és két komponens esetében is a dugattyús adagolófejek használatát javasoljuk, ahol a dugattyúk átmérője állandó kiadagolt térfogatot biztosít, két komponens esetén pedig a stabil keverési arány is biztosított. A dugattyútömítések rendszeres cseréje része a karbantartási folyamatnak. Az anyag a keverőszárban dinamikusan áramlik, ami feltétele a tökéletes keveredésnek, így a kívánt kikeményedett anyagminőségnek. Ilyen rendszerekben kihívást jelent a kis mennyiségek adagolása, mivel ekkor nem alakul ki a megfelelő áramlás a keverőszárban. Az esetek kis százalékában dinamikus keverőfejek is alkalmazhatók, viszont hátránya a bonyolult kialakítás, illetve a folyamatos, beszáradás elleni, gyártás közben is szükséges tisztítás, ami időigényes és a folyamat stabilitását is befolyásolhatja. A német Scheugenpflug dugattyús adagolófejei megfelelő megoldást jelentenek a hővezető paszták, illetve minden olyan anyag adagolására, ahol a kiadagolt mennyiség pontossága az elsődleges szempontok között szerepel.

3. ábra. DosP dugattyús Scheugenpflug adagolófej kétkomponensű anyagokhoz. Kialakításának köszönhetően a kiadagolt mennyiség és a keverési arány mindig pontos

Az anyagtovábbító pumpák esetében is igaz, hogy az adalékokat tartalmazó anyagok esetében a pumpák fel legyenek készítve a fokozott igénybevételre. A hosszú élettartamnál is fontosabb, hogy tubusban vagy vödörben a buborékmentes anyagokat már ebben az állapotukban juttassuk el az adagolófejhez. A buborékok rendszerbe kerülésének elsődleges oka anyagcserét követően a nem megfelelő buborékeltávolítás. A Scheugenpflug vákuumos kilevegőztető rendszerei tubusos és vödrös kiszerelésű anyagokhoz egyaránt elérhetőek.

Összefoglalva azt mondhatjuk, hogy az elvárt pontosság és hibamentes üzemelés eléréséhez sok szempont figyelembevétele szükséges, melyek között fontos helyen kell szerepelnie a megbízható szakértői és beszállítói támogatásnak is.

Az ELAS Kft. honlapja

Tudomány / Alapkutatás

tudomany

CAD/CAM

cad

Járműelektronika

jarmuelektronika

Led technológia

Led technológia

Rendezvények / Kiállítások

Mostanában nincsenek események
Nincs megjeleníthető esemény