Adhésifs pour le dosage, le mélange et la distribution: équipement automatisé / manuel
Une fois qu'un adhésif à deux composants a été identifié comme solution à une application, l'étape suivante consiste à évaluer la méthode de distribution la plus appropriée, en tenant compte de facteurs tels que le coût, la précision, l'efficacité, la productivité et l'élimination des déchets.
Dans le blog de ce mois-ci, nous examinons les différences entre les équipements de dosage automatisés et manuels, les équipements de mélange et de distribution et les applications auxquelles ils conviennent le mieux.
Vue d'ensemble
Les fabricants recherchent des solutions toujours plus robustes et rentables pour relever les défis liés au collage, à l'enrobage et aux joints préformés. En conséquence, les fluides en deux parties sont de plus en plus spécifiés pour offrir une qualité, une cohérence et une endurance supérieures.
L'exigence de qualité et de performance pendant la durée de vie d'un produit s'étend non seulement aux biens durables, mais également aux produits de consommation dont la durée de vie est de quelques années seulement et où la concurrence est féroce. En conséquence, de nombreux secteurs industriels sélectionnent des fluides à composés multiples pouvant offrir une performance contrôlée supérieure.
La diversité des activités industrielles nécessite une gamme également étendue d'options d'automatisation. Par exemple, une solution de dosage / mélange automatisée prendra en compte les caractéristiques de débit et de fluide nécessaires et la distribution du fluide mélangé final tiendra compte de la précision de positionnement, du débit, de la consistance du volume, de la répétabilité et des précautions de sécurité appropriées.
En règle générale, les fluides en deux parties nécessitent un processus automatisé dans la mesure du possible. En raison de leur nature, ce type de matériau doit être soigneusement mélangé en suivant les recommandations du fabricant - tout écart entraînera une défaillance catastrophique probable ou une dégradation de l'intégrité et des performances du produit pendant sa durée de vie prévue. Si une solution automatisée est jugée trop coûteuse ou si sa pertinence est remise en question, le dosage / mélange manuel du fluide n'est pas moins critique que les conditions appliquées avec un système automatisé.
Opérations de dosage / mixage manuel à faible volume
Au minimum, le mélange manuel de fluides en faible volume doit être limité à des cartouches préremplies et séparées ou à des kits de fermeture permettant de mélanger correctement les composants du fluide. Les cartouches en deux parties sont préférables, car elles utilisent une tige de mélange interne et une tête de mélange qui mélangent soigneusement les deux composants dans le bon rapport. Le fluide mélangé peut être distribué directement à partir de la cartouche en utilisant un pistolet manuel ou un système de distribution à prise de temps.
Les kits de rupture de sac séparant les deux composants du fluide nécessitent un processus de mélange manuel soigneux, et toutes les instructions fournies avec le kit doivent être strictement suivies. Une fois que les deux composants sont mélangés, le liquide est versé dans une cartouche ou une seringue et distribué à l'aide d'un système de distribution à prise dans le temps. Cette méthode est moins avantageuse que l'utilisation d'un kit de cartouches, car de l'air peut être introduit dans le processus de coulée.
Automatisation des compteurs / mélanges à volume faible et modéré
Compteurs / stations de mélange / distribution montés sur table, tels que le DP200-1 et par DP400-1 de Fisnar, fournit une solution pour automatiser la distribution de volume faible à modéré. Ces machines constituent une alternative viable aux systèmes de dosage et de mélange entièrement automatiques en vrac, à condition que les composants de fluide soient disponibles dans une cartouche double. La cartouche est insérée dans un vérin pneumatique à double cylindre, monté sur une tour pour devenir un poste de distribution et les vérins sont profilés pour correspondre au rapport de la cartouche (par exemple, 2: 1, 4: 1, etc.) . Le mélange final est ensuite effectué par un mélangeur statique. Le système est généralement contrôlé au pied, mais les options de contrôle incluent une minuterie numérique, une logique pneumatique et une vanne à tube pincé. Des cartouches doubles de 200 ml et 400 ml peuvent également être utilisées.
Les applications à faible volume peuvent nécessiter un positionnement très précis et un contrôle du volume précis. Une installation courante impliquerait un robot automatisé équipé d'une tête de vanne et d'un mélangeur statique alimenté par un système de dosage. Dans les procédés de fabrication de semi-conducteurs et de composants montés en surface, des seringues prémélangées sont utilisées pour distribuer dans les espaces confinés entre les composants.
Pour les applications micro-shot automatisées et à faible volume, un système de compteur / mélange comprenant des réservoirs de cartouche peut être monté sur un robot, bien que le système soit installé sur une machine capable de gérer la charge nécessaire.
Un certain nombre d'applications dans les biens durables, tels que les secteurs de la défense et des transports, nécessitent un conditionnement et une surveillance sophistiqués des fluides. Les solutions de dosage et de mélange dans ces secteurs sont dictées par des normes rigoureuses et nécessitent une planification minutieuse et des propositions personnalisées.
Automatisation des compteurs / mélanges à grand volume
Le dosage et le mélange en deux parties à volume élevé nécessitent une solution automatisée et systématisée. Le processus de distribution peut être manuel ou automatique. Il convient de prendre en compte le stockage et la distribution de fluide, ainsi que l'installation éventuelle d'alarmes de niveau et de capteurs. La méthode de distribution est déterminée par des décisions similaires à celles de la distribution à faible volume, y compris la précision de positionnement et le contrôle du volume.
Options d'alimentation en fluide
La production automatisée et la distribution à faible volume et à grand cycle nécessitent une réserve de fluide suffisante, disponible à tout moment. L'alimentation en fluide appropriée au système de dosage est déterminée par le type de réservoir de fluide disponible, la taille du réservoir, la viscosité et le conditionnement spécifiés dans la fiche technique du fabricant. Les options d’approvisionnement en fluide incluront la livraison directe à partir de conteneurs fournisseurs, de réservoirs gravitaires et assistés par pression ou de réservoirs de stockage secondaires.
Un fluide de viscosité moyenne à élevée est généralement fourni dans des seaux 3kg et 20 ou des fûts XL. Les systèmes d'extrusion-pompes sont utilisés pour acheminer le fluide directement aux pompes doseuses ou aux réservoirs de rétention secondaires contrôlés par des capteurs.
Les processus de conditionnement des fluides (par exemple, la gestion thermique, le contrôle de l'environnement, l'agitation et le dégazage) sont possibles. Les déclencheurs à bas et haut niveau dans les systèmes entièrement automatiques garantissent une alimentation adéquate en fluide. Les capteurs de niveau bas et haut dans les systèmes d'alimentation non automatiques peuvent indiquer quand changer un conteneur ou remplir un réservoir.
Un certain nombre de fluides à deux composants utilisés dans le dosage et le mélange automatiques nécessitent un rinçage automatique ou manuel du système périodiquement. La sécurité du personnel et les procédures appropriées doivent être suivies lors de l'utilisation et de la mise au rebut de matières dangereuses.
En fonction du fluide et du processus, le conditionnement et le contrôle du fluide peuvent s'étendre au système de dosage, aux flexibles et à la tête de mélange. Les exigences de conditionnement sont généralement installées sur des systèmes à grande échelle et nécessitent également des robots robustes pour la distribution automatisée.
Variations dans les machines à mesurer / mélanger
Une variété de technologies de dosage et de mélange sont disponibles. Ils comprennent les machines à pompe à piston, à pompe à engrenages, à tige solide et à cavité progressive, qui permettent toutes un dosage volumétrique avec un haut niveau de précision et de répétabilité.
La technologie des pompes à piston est la solution la plus courante et la moins coûteuse pour les fluides de haute viscosité nécessitant une pression élevée. Cependant, la technologie ne tolère pas les fluides contenant des matières solides, car des particules peuvent être piégées dans les joints d'étanchéité, ce qui peut éventuellement endommager l'intégrité et les performances de la machine. Dans quelques cas, le programme d’entretien fréquent requis peut être toléré.
Les machines à pompe à piston à simple effet et à rapport fixe sont recommandées par rapport aux modèles à rapport variable. Les raisons incluent, sans toutefois s'y limiter, la prévention de la contamination, la facilité de configuration, le calibrage et le coût.
Le principe de dosage à simple effet dans une machine à pompe à piston configure les deux pompes de dosage pour un rapport exact. Le fluide est aspiré dans le cylindre lorsque la tige de pompe se rétracte dans sa position de recharge et est distribué lorsque la tige de pompe déplace le fluide. Une pompe à piston à simple effet telle que la Fluid Research LC50FR doit se recharger à la fin du cycle de pompage. Ceci est une considération importante dans la distribution automatique.
Une solution de rechange au modèle à simple effet est le système à double effet, principalement utilisé pour le dosage en continu par des pompes à pistons alternatifs à double tige. Les systèmes à double effet réduisent également la fréquence de recharge, prolongeant ainsi la durée de vie des joints de la pompe.
La technologie de pompe à cavité progressive est une solution efficace pour les fluides à forte teneur en solides et les charges abrasives, telles que la silice ou l’aluminium. Le système utilise une conception rotor / stator pour doser, mélanger et distribuer un fluide de haute viscosité. Ils sont également en fonctionnement continu et donc sans impulsions.
Les systèmes de dosage à pompe à engrenages basse pression sont largement utilisés pour les fluides de viscosité faible à moyenne. Ces pompes permettent une distribution continue sans pulsations. En général, les pompes à engrenage ne peuvent pas être utilisées avec des fluides contenant des charges abrasives. Les machines fonctionnent lorsque du fluide pénètre dans la pompe sous pression. Lors de la rotation de l'engrenage, le fluide est scellé entre les contacts à mailles fines et circule ainsi autour du périmètre du boîtier de la pompe à engrenages. De cette manière, le fluide est contrôlé de manière volumétrique et délivré à la tête de la vanne de distribution.
Options de mélange pour les fluides en deux parties
Un mélangeur statique est la méthode de mélange la plus couramment utilisée. Ce mélangeur en plastique comprend un tube extérieur et des éléments de mélange intérieurs. Le fluide dosé est acheminé vers une tête de vanne de distribution avec un mélangeur statique attaché. Deux vannes dans la tête de vanne sont ouvertes simultanément, permettant ainsi aux deux fluides d’entrer dans le mélangeur sous pression. Le nombre correct d'éléments de mélange est nécessaire dans un mélangeur statique pour mélanger correctement et efficacement le fluide dosé. Le fournisseur de fluide doit être consulté pour déterminer le mélangeur statique optimal pour une application spécifique.
Une autre méthode de mélange consiste à utiliser un mélangeur dynamique, qui peut être décrit comme une tête de soupape de distribution avec un mélangeur mécanique rotatif. Un mélangeur dynamique n'est généralement nécessaire que lorsqu'il existe une grande disparité dans le rapport de mixage. Le mélange dynamique est coûteux et nécessite généralement un circuit de rinçage du fluide. Un compromis peut consister à utiliser un mélangeur statique rotatif jetable qui peut fournir un mélange plus complet que celui obtenu avec un mélangeur statique standard.
Magasiner les mélangeurs statiques.
Distribution automatisée
Les distributeurs de produit à monter sur établi sont une option lors de la distribution de produit prémélangé à partir d’une seringue ou d’une cartouche. Deux facteurs importants doivent être pris en compte: la durée de vie du produit mélangé et l’espace aérien croissant à mesure que le niveau de liquide diminue dans la seringue ou la cartouche. Ces deux variables affectent la précision du tir distribué. Des distributeurs compensatoires et mécaniques coûteux sont disponibles, mais ils nécessitent une surveillance et des ajustements minutieux. Les contrôleurs de vannes similaires aux distributeurs de produit fluide peuvent envoyer un signal temporisé à quatre voies à une tête de vanne pour une distribution automatique.
Tout système de dosage et de mélange automatique peut être interfacé avec un robot de distribution autonome ou par lots, ou intégré à une installation de convoyage en ligne. Dans une application de distribution automatique, le système de dosage est prêt à recevoir un signal du robot, qui porte la tête de la vanne de mélange distante. Le robot contrôle le chemin de distribution et contrôle également le volume en contrôlant la vitesse. Dans le cas de l'enrobage et de l'encapsulation, le système de mesure peut également contrôler le volume, mais le processus est toujours une union entre le robot et la machine à mesurer.
L'orifice du mélangeur et la taille de l'aiguille distributrice, le cas échéant, sont d'autres facteurs à prendre en compte lors de la distribution d'un tir ou d'une perle. La méthode courante pour contrôler une petite perle consiste à utiliser une vanne à tube à pincement à l'extrémité d'un mélangeur statique. Les composants d'une valve à tube pincé sont à usage unique.
Des robots de distribution automatisés à plusieurs axes sont disponibles avec une gamme de plates-formes de travail sélectionnées pour l'application. Le plus commun est une machine à trois axes, dans une conception de portique ou en porte-à-faux. Les bras de robot pour assemblage sélectif en conformité (SCARA) peuvent supporter de lourdes charges et fonctionner dans un plus grand nombre d'axes. Ces installations peuvent être vues dans le montage industriel à grande échelle. Les robots plus petits à trois ou quatre axes peuvent manipuler des seringues et des cartouches contenant des fluides prémélangés, tels que des matériaux prémélangés et congelés.
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Réflexions finales
En conclusion, les équipements de dosage automatisé et manuel ainsi que les équipements de dosage de dosage ont un objectif précieux à servir et sont capables de répondre aux besoins des utilisateurs en matière de dosage en deux composants. Toutefois, le choix de ce qui est préférable dépend du type d’application en question, ainsi que du budget et des attentes de l’acheteur. Notre équipe technique se fera un plaisir de répondre à toutes les questions des lecteurs sur ce sujet. Envoyez simplement un email à: infoeurope@ellsworth.com.