Ustawiasz maszynę w poniedziałek rano – parametry dawki smaru czy kleju są idealne. W środę po południu kontrola jakości odrzuca detale z powodu nadmiaru lub niedoboru materiału. Co się zmieniło, skoro nikt nie dotykał ustawień sterownika? Zmieniła się fizyka otoczenia i właściwości medium.
Siła i słabość dozowania czasowo-ciśnieniowego
Systemy czasowo-ciśnieniowe (Pressure-time) to uznany i sprawdzony standard w przemyśle. Są niezawodne, optymalne kosztowo i doskonale sprawdzają się w ogromnej liczbie procesów montażowych. Ich zasada działania opiera się na prostym równaniu: Ciśnienie medium + Czas otwarcia igły / skok = Dawka.
Gdy warunki otoczenia i parametry materiału są stabilne, systemy te gwarantują wysoką powtarzalność. Problem pojawia się, gdy proces wymaga zawężonych tolerancji (np. precyzyjne nanoszenie pasty termoprzewodzącej czy mikrodawki smaru tłumiącego), a na parametry dozowania zaczynają oddziaływać zmienne fizyczne:
- Wahania temperatury: Zmiana temperatury na hali, nawet o kilka stopni, wpływa na gęstość mediów (takich jak silikony, gęste smary czy kleje anaerobowe). Gdy materiał gęstnieje w niższej temperaturze, przy tym samym czasie otwarcia igły zaaplikowana dawka ulegnie zmniejszeniu.
- Zmienna lepkość (Różnice partii): Poszczególne partie tego samego materiału (np. kleju cyjanoakrylowego) mogą naturalnie różnić się lepkością bazową. W przypadku dozowania w oparciu o ciśnienie, ta drobna różnica przekłada się na ostateczną wielkość kropli.
- Wahania ciśnienia roboczego: Zmiany w sieci sprężonego powietrza lub naturalny spadek ciśnienia w kartuszu wpływają na dynamikę wyciskania medium.
Technologia wolumetryczna: Objętość wymuszona konstrukcyjnie
Aby uniezależnić proces od zmienności warunków fizykochemicznych, inżynieria procesowa sięga po dozowanie wolumetryczne. W tym podejściu izolujemy proces od wahań lepkości.
Systemy Czasowo-Ciśnieniowe
Wielkość dawki jest wynikiem interakcji pomiędzy ciśnieniem, czasem a lepkością. Zawór otwiera się na określony czas, lecz opory przepływu determinują finalną ilość materiału.
Systemy Wolumetryczne (PCP)
Wielkość dawki jest wymuszona mechanicznie poprzez zdefiniowaną geometrię tłoczenia. Wzrost lepkości zwiększa jedynie moment obrotowy wymagany do przetłoczenia materiału, bez wpływu na zadaną objętość.
Zasada działania pompy mimośrodowej (PCP)
Zaawansowane układy wolumetryczne, takie jak platforma Walther RotoStream, bazują na zasadzie pompy śrubowej (Progressive Cavity Pump). Precyzyjnie wykonany, stalowy rotor obraca się wewnątrz elastomerowego statora, tworząc zamykające się komory.
Obrót rotora przemieszcza ściśle określoną, wynikającą z geometrii śruby objętość medium (np. 0.05 ml/obrót). Taka konstrukcja zapewnia transport ciągły, praktycznie pozbawiony pulsacji. Ponadto materiał poddawany jest jedynie minimalnym siłom ścinającym, co czyni ten system idealnym dla mediów delikatnych, strukturalnych past oraz gęstych smarów.
Kiedy warto rozważyć przejście na system wolumetryczny?
W aplikacjach charakteryzujących się szeroką tolerancją procesu i stabilnymi warunkami środowiskowymi, tradycyjne zawory czasowo-ciśnieniowe pozostają rozwiązaniem pierwszego wyboru. Migracja na technologię wolumetryczną jest inżynieryjnie uzasadniona, gdy:
- Proces wymaga ekstremalnej precyzji, wysokiej zdolności procesowej (Cpk) i powtarzalności rzędu ułamków mililitra.
- Lepkość aplikowanego materiału (smaru, uszczelniacza, kleju) jest podatna na zmiany wskutek wahań temperatury w cyklu produkcyjnym.
- Eliminacja ręcznych korekt nastaw maszyny (np. ciągłego doważania dozy przez Utrzymanie Ruchu) staje się priorytetem optymalizacyjnym.
Wymagasz absolutnej powtarzalności dawek?
Skonsultuj z nami swoją aplikację. Przeprowadzimy w laboratorium ERD testy na używanym przez Ciebie smarze lub kleju i zweryfikujemy, w jakim stopniu technologia wolumetryczna podniesie wskaźniki stabilności Twojego procesu.
Zleć testy w laboratorium ERD