Klej różni się od smaru tym, że się utwardza – także tam, gdzie nie powinien: w zaworze, w przewodzie i na końcówce igły. Najczęściej nanosi się go ścieżką (spoina, uszczelka FIPG) albo punktem, a od przekroju ścieżki zależy wytrzymałość i szczelność złącza. Dlatego dobór układu zaczyna się od dwóch danych z karty kleju: mechanizmu utwardzania i lepkości.
Rodzaj kleju a budowa układu
| Rodzaj kleju | Co go utwardza | Na co uważać w układzie | Przykładowe rozwiązanie |
|---|---|---|---|
| Anaerobowy (np. do zabezpieczania gwintów) | Brak tlenu w kontakcie z jonami metali | Metal w strefie medium, miejsca, w których klej stoi | Zawór membranowy WMAV |
| Cyjanoakrylowy | Wilgoć | Wilgoć w powietrzu, martwe objętości w zaworze | Zawór membranowy WMAV |
| Silikony i uszczelniacze jednoskładnikowe, pasty (FIPG) | Najczęściej wilgoć z otoczenia | Ciągnięcie nitki, stała ilość na milimetr ścieżki | RotoStream z cofaniem medium; zasilanie z kartusza WKSK lub pompy |
| Gęste kleje i masy z beczek (50 000–2 500 000 mPa·s) | Zależnie od kleju | Ciepło ze sprężania w pompie – kleje utwardzane termicznie i żywice dwuskładnikowe mogą sieciować w układzie | Pompa WPSH 45:1, ocena medium według karty charakterystyki |
| Kleje rzadkie i średniolepkie (do 50 000 mPa·s) | Zależnie od kleju | Stałe ciśnienie bez pulsacji | Zbiornik ciśnieniowy WDBS |
Więcej o klejach, które zatykają zawory, piszemy w artykule dozowanie klejów anaerobowych i cyjanoakrylowych.
Metody dozowania kleju
Zawory iglicowe – dozowanie czasowo-ciśnieniowe
Dawka zależy od ciśnienia, czasu otwarcia zaworu i lepkości kleju. To ekonomiczne rozwiązanie do klejenia punktowego i liniowego przy szerszej tolerancji dawki i stabilnej temperaturze. Funkcja cofania medium (snuff-back) ogranicza kapanie po zamknięciu zaworu. Gdy lepkość zmienia się w ciągu dnia, zmienia się też dawka – zob. dozowanie czasowo-ciśnieniowe a wolumetryczne.
Zawory membranowe WMAV
W zaworze WMAV elastyczna membrana oddziela medium od napędu pneumatycznego, więc klej nie ma kontaktu z uszczelnieniami tłoka. Przy zamykaniu membrana cofa się i zasysa kroplę do końcówki. Skok membrany ustawia się pokrętłem mikrometrycznym. Zawór jest wykonywany w trzech wielkościach (BG 1–BG 3), pracuje przy ciśnieniu medium do 160 bar, w temperaturze 0–80 °C, z powietrzem sterującym 5–8 bar. Stosuje się go do klejów cyjanoakrylowych, uszczelniaczy anaerobowych i żywic UV.
Dozowanie wolumetryczne RotoStream
W zaworach RotoStream rotor obraca się w elastycznym statorze i przetłacza stałą objętość na obrót. Dawkę zadaje się objętościowo albo wagowo – sterownik przelicza ją z zapisanej gęstości medium. Na końcu cyklu rotor wykonuje krótki obrót wsteczny, a wydatek można zsynchronizować z prędkością robota. Seria ma pięć wielkości (strumień od 0,003 do 60 cm³/min), ciśnienie zasilania do 6 bar i temperaturę medium do 80 °C. Materiał statora dobiera się do lepkości, wypełniaczy i składu kleju. RotoStream Dose stosuje się do klejenia, uszczelniania i zalewania układów elektronicznych.
Porównanie wszystkich metod – także natrysku i dozowania pulsacyjnego – znajdziesz w poradniku systemy dozowania – rodzaje, budowa i dobór układu.
Zasilanie: kartusz, zbiornik, beczka
- Stacja WKSK opróżnia kartusze Euro 310 ml (z tworzywa i aluminiowe) i jest przeznaczona przede wszystkim do mediów utwardzalnych, takich jak kleje. Ciśnienie medium jest równe ciśnieniu powietrza: do 6 bar z wbudowanym reduktorem albo do 10 bar z zewnętrznym. Kilka stacji łączy się w kaskadę, więc pusty kartusz wymienia się bez przerywania podawania. Gdy ciśnienie nie wystarcza do podania medium do zaworu, za stacją montuje się pompę wzmacniającą WBP.
- Zbiorniki ciśnieniowe WDBS (2–40 l, do 6 bar) podają bez pulsacji media samopoziomujące o lepkości 1–50 000 mPa·s. Wersja WDBS-B jest przeznaczona do mediów palnych.
- Pompy WPSH Basic i WPSH Advanced tłoczą kleje i masy o lepkości 50 000–2 500 000 mPa·s z opakowań 5–200 kg: przełożenie 45:1, do 360 bar przy zasilaniu 8 bar, do 4740 cm³/min. Wersja Advanced zgłasza sterownikowi wstępne opróżnienie opakowania.
Przy pompach beczkowych ważne jest to, czego nie widać na karcie kleju: sprężanie do 360 bar podnosi temperaturę medium do ok. 80 °C w pracy ciągłej. Resztki kleju na płycie nadążnej i w punkcie odpowietrzenia utwardzają się, dlatego usuwa się je przez przesmarowanie w ramach obsługi pompy.
Temperatura i lepkość
Lepkość kleju spada wraz ze wzrostem temperatury, więc wahania temperatury na hali zmieniają dawkę w układach czasowo-ciśnieniowych. Medium podgrzewa się tuż przed aplikacją: płyta grzewcza HZP na korpusie zaworu (maks. 90 °C, czujnik PT100) utrzymuje stałą temperaturę zaworu, a zestaw WTRB z regulatorem PID steruje elementami grzejnymi. Górną granicę wyznacza klej (temperatura reakcji z karty charakterystyki) i zawór – WMAV pracuje do 80 °C.
Typowe problemy i ich przyczyny
Nitkowanie i kapanie po zamknięciu zaworu
Po zamknięciu zaworu rozprężają się pęcherzyki powietrza w kleju, węże wracają do pierwotnego kształtu, a w układzie zostaje ciśnienie resztkowe. Medium wypływa wtedy przez końcówkę. Rozwiązaniem jest kontrolowane cofnięcie medium na końcu cyklu – opisujemy to w artykule o nitkowaniu kleju.
Zgrubienia ścieżki w narożnikach
Zawór podaje stałą ilość kleju w czasie, a robot zwalnia na łukach i przyspiesza na prostych. Na łukach powstają zgrubienia, a na prostych ścieżka jest za cienka. Liczy się ilość kleju na milimetr drogi, a nie na sekundę – dlatego wydatek synchronizuje się z prędkością robota (sygnał analogowy 0–10 V albo sieć przemysłowa).
Zatykanie zaworu
Kleje anaerobowe i cyjanoakrylowe utwardzają się w miejscach, w których stoją: w martwych objętościach zaworu, w kontakcie z metalem albo z wilgocią. Pomaga zawór membranowy i układ bez zakamarków.
Pęcherze powietrza
Powietrze wchodzi do układu najczęściej przy wymianie opakowania. Pęcherze dają rozrzut dawek i wyrzut medium z dyszy. Stacja WKSK wymienia kartusze bez zasysania powietrza, a przy pompach beczkowych liczy się prawidłowe odpowietrzenie po wymianie beczki.
Przykład zastosowania z robotem: klejenie obuwia sportowego. Inne częste błędy opisujemy w artykule 5 najczęstszych błędów w automatycznym dozowaniu.
Dane potrzebne do doboru
| Dane | Na co wpływają |
|---|---|
| Karta techniczna i karta charakterystyki kleju | Mechanizm utwardzania, lepkość, wypełniacze, temperatura reakcji – rodzaj zaworu, pompy i materiały uszczelnień. |
| Kształt i wielkość aplikacji | Punkt czy ścieżka, szerokość i wysokość ścieżki – wielkość zaworu i końcówki. |
| Dopuszczalna tolerancja dawki | Czy wystarczy układ czasowo-ciśnieniowy, czy potrzebny jest wolumetryczny. |
| Opakowanie kleju | Kartusz, zbiornik czy beczka – jednostka zasilająca. |
| Takt i sposób prowadzenia | Ręcznie, oś liniowa czy robot – synchronizacja wydatku z prędkością. |
| Przerwy w produkcji | Jak długo klej stoi w układzie – ryzyko utwardzenia i potrzeba płukania lub cofania medium. |
Ostateczny dobór potwierdza próba: na stanowisku testowym we Wrocławiu nanosimy Twój klej na Twoje detale i mierzymy masę dawek.
Pytania i odpowiedzi
Jak dozować klej anaerobowy, żeby nie utwardzał się w zaworze?
Klej anaerobowy utwardza się bez dostępu tlenu w kontakcie z jonami metali, a cyjanoakrylowy pod wpływem wilgoci. Dlatego do tych mediów stosuje się zawory membranowe, np. WMAV: membrana oddziela medium od napędu pneumatycznego, a układ nie powinien mieć martwych objętości, w których klej stoi.
Dlaczego klej ciągnie się za igłą po zamknięciu zaworu?
Po zamknięciu zaworu rozprężają się pęcherzyki powietrza uwięzione w kleju, węże wracają do pierwotnego kształtu, a w układzie zostaje ciśnienie resztkowe. Medium wypływa wtedy przez końcówkę. Pomaga kontrolowane cofnięcie medium na końcu cyklu – w zaworach RotoStream rotor wykonuje krótki obrót wsteczny, a w zaworze WMAV cofa się membrana.
Jaką pompą podawać gęsty klej z beczki?
Do klejów i mas o lepkości od 50 000 do 2 500 000 mPa·s stosuje się pompy WPSH z płytą nadążną: przełożenie 45:1, do 360 bar przy zasilaniu 8 bar, opakowania 5–200 kg. Sprężanie podnosi temperaturę medium do ok. 80 °C w pracy ciągłej, więc kleje utwardzane termicznie i żywice dwuskładnikowe trzeba ocenić na podstawie karty charakterystyki.
Czy dozowanie można sprawdzić na naszym kleju przed zakupem?
Tak. Na stanowisku testowym we Wrocławiu nanosimy klej klienta na jego detale. Wynikiem są detale z naniesionym medium, raport z nastawami, pomiar masy dawek i nagrania wideo.
Dobór układu na Twoim kleju
Prześlij kartę techniczną kleju, rysunek detalu i opis ścieżki. Zaproponujemy układ i termin próby na stanowisku testowym.
Zapytaj o dobór Testy aplikacyjne