Mätning, blandning och dosering av lim: Automatiserad v Manuell utrustning
När ett tvåkomponentlim har identifierats som lösningen på en applikation, är nästa steg att utvärdera den mest lämpliga metoden för dispensering med hänsyn till faktorer som kostnad, noggrannhet, effektivitet, produktivitet och eliminering av avfall.
I den här månadens blogginlägg granskar vi skillnaderna mellan automatiserad och manuell mätare, blandnings- och doseringsutrustning och vilka applikationer de passar bäst.
Översikt
Tillverkarna söker efter allt mer robusta och kostnadseffektiva lösningar när de står inför utmaningar i limning, potting och form-på-plats packningar. Som ett resultat specificeras i allt högre grad tvåvätskor för att ge högre kvalitet, konsistens och uthållighet.
Kravet på kvalitet och prestanda under en produkts livslängd sträcker sig inte bara till varaktiga varor utan också till konsumentprodukter som har en livslängd på bara några år - och där konkurrensen är hård. Som ett resultat väljs flera sammansatta vätskor som kan ge överlägsen kontrollerad prestanda av många industrisektorer.
Mångfalden av industriell verksamhet kräver ett liknande brett spektrum av automatiseringsalternativ. Till exempel kommer en automatiserad mätare / blandningslösning att ta hänsyn till nödvändiga utmatnings- och fluidegenskaper och utdelning av den slutliga blandade vätskan kommer att ta hänsyn till positioneringsnoggrannhet, flödeshastighet, volymkonsistens, repeterbarhet och lämpliga säkerhetsåtgärder.
Tvådelade vätskor kräver som regel en automatiserad process när det är möjligt. På grund av sin natur måste denna typ av material blandas noggrant enligt tillverkarens rekommendationer - varje avvikelse kommer att resultera i troligt katastrofalt fel eller försämring av produktens integritet och prestanda under dess avsedda livslängd. Om en automatiserad lösning anses vara för dyr, eller om dess relevans ifrågasätts, är den manuella mätaren / blandningen av vätskan inte mindre kritisk än de villkor som tillämpas i ett automatiserat system.
Manuell mätare / mixoperationer med låg volym
Minimalt bör manuell blandning av vätskor med låg volym begränsas till förfyllda och separerade patroner eller burst-bag-satser som kan blanda vätskekomponenterna på lämpligt sätt. Tvådelade patroner är att föredra eftersom de använder en inre blandstång och ett blandningshuvud som noggrant blandar de två komponenterna i rätt förhållande. Den blandade vätskan kan dispenseras direkt från patronen med en manuell pistol eller ett tidsskottutmatningssystem.
Burst-påsatser som separerar de två vätskekomponenterna kräver en noggrann manuell blandningsprocess, och alla instruktioner som medföljer satsen bör följas strikt. När de båda komponenterna har blandats hälls vätskan i en patron eller spruta och dispenseras med ett tidsskott-dispenseringssystem. Detta är en mindre gynnsam metod än att använda en patronkit, eftersom luft kan införas i hällprocessen.
Låg- och måttlig volymmätare / mix-automatisering
Bänkmonterad mätare / mix / dispenseringsstationer som DP200-1 och DP400-1 från Fisnar, tillhandahåller en lösning för automatisering av låg till måttlig volymutdelning. Dessa maskiner är livskraftiga alternativ till helautomatisk bulkmätnings- och blandningssystem, förutsatt att vätskekomponenterna finns i en dubbel patron. Patronpaketet sätts in i en dubbelcylindrig pneumatisk ram, som monteras på ett torn för att bli en dispenseringsstation och ramarna profileras för att passa förhållandet mellan patronen (t.ex. 2: 1, 4: 1, etc.) . Slutlig blandning utförs sedan av en statisk mixer. Systemet är vanligtvis fotpedalstyrt, men styralternativen inkluderar en digital skottur, luftlogik och klämrörsventilinstallation. Dubbla patroner på 200 ml och 400 ml kan också rymmas.
Användningar med låg volym kan kräva mycket noggrann positionering och exakt volymkontroll. En vanlig installation skulle involvera en automatiserad robot utrustad med ett ventilhuvud och en statisk blandare matad från ett doseringssystem. I miniatyrhalvledare och ytmonterade komponentprocesser används förblandade sprutor för att fördela i de trånga utrymmena mellan komponenterna.
För automatiserade mikrovolymapplikationer med låg volym kan ett meter / mix-system som innehåller patronbehållare monteras på en robot, men systemet måste installeras på en maskin som kan hantera den nödvändiga belastningen.
Ett antal tillämpningar inom hållbara varor, såsom försvars- och transportsektorerna, kräver sofistikerad vätske-konditionering och processövervakning. Mätning och blandningslösningar inom dessa sektorer dikteras av strikta standarder och kräver noggrann planering och anpassade förslag.
Högvolym Meter / Mix Automation
Högvolym, tvådelad mätning och blandning kräver en automatiserad och systemerad lösning. Dispenseringsprocessen kan vara manuell eller automatisk. Man bör överväga vätskelagring, vätsketillförsel och möjlig installation av nivålarm och sensorer. Dispenseringsmetoden bestäms av beslut som liknar de vid lågvolymutdelning, inklusive positioneringsnoggrannhet och volymkontroll.
Alternativ för vätsketillförsel
Automatiserad produktion och lågcykelutmatning med hög volym kräver en tillräcklig vätsketillförsel som är tillgänglig hela tiden. Lämplig vätsketillförsel till doseringssystemet bestäms av vilken typ av tillgängliga vätskebehållare, behållarstorlek, viskositet och konditionering som specificeras av tillverkarens tekniska datablad (TDS). Alternativet för vätsketillförsel kommer att inkludera direktleverans från leverantörsbehållare, tyngdkraft och tryckassisterade reservoarer eller sekundära hålltankar.
Medel- till högviskositetsvätska tillhandahålls vanligtvis i 3kg- och 20-liters hinkar eller 200-liter-trummor. Extruder-pumpsystem används för att leverera vätskan direkt till doseringspumparna eller till sekundära hålltankar som styrs av sensorer.
Fluidkonditioneringsprocesser (t.ex. termisk hantering, miljökontroll, omröring och avgasning) är möjliga. Trigger på låg och hög nivå i helautomatiska system säkerställer en tillräcklig vätsketillförsel. Sensorer på låg och hög nivå i icke-automatiska matningssystem kan signalera när man ska byta behållare eller fylla på en reservoar.
Ett antal tvådelade vätskor som används vid automatisk mätning och blandning kräver automatisk eller manuell spolning av systemet med jämna mellanrum. Personalsäkerhet och relevanta förfaranden måste följas när man arbetar med och kasserar farliga material.
Beroende på vätska och processen kan konditioneringen och kontrollen av vätskan sträcka sig till doseringssystemet, slangarna och blandningshuvudet. Konditionskrav är vanligtvis installerade i storskaliga system och kräver också robusta robotar för automatiserad dispensering.
Variationer i mätare / mixmaskiner
En mängd olika mät- och blandningstekniker finns tillgängliga. De inkluderar kolvpump, kugghjulspump, fast stång och progressiva kavitetsmaskiner, som alla ger volymetrisk mätning med hög grad av noggrannhet och repeterbarhet.
Kolvpumpteknologi är den vanligaste och billigare lösningen för vätskor med hög viskositet som kräver högt tryck. Tekniken är emellertid inte tolerant mot vätskor som innehåller fast innehåll, eftersom partiklar kan fastna i tätningarna och så småningom orsaka maskinens integritet och prestanda. I några få fall kan det krävs ofta underhållsschemat tolereras.
Enkelverkande, fixerade kolvpumpmaskiner rekommenderas över modeller med variabelt förhållande. Skälen inkluderar, men är inte begränsade till, förhindrande av kontaminering, enkel installation, kalibrering och kostnad.
Den enkelverkande mätprincipen i en kolvpumpmaskin konfigurerar de två doseringspumparna för ett exakt förhållande. Vätska dras in i cylindern när pumpstången dras tillbaka till sitt laddningsläge och matas ut när pumpstången förskjuter vätskan. En enkelverkande, kolvpumpmaskin som Fluid Research LC50FR måste laddas i slutet av en pumpcykel. Detta är en viktig faktor vid automatisk dispensering.
Ett alternativ till en enkelverkande modell är ett dubbelverkande system, som främst används för att tillhandahålla kontinuerlig mätning med dubbelstång, fram- och återgående kolvpumpar. Dubbelverkande system minskar också laddningsfrekvensen och förlänger därmed pumpens tätningar.
Progressiv kavitetspumpteknologi är en effektiv lösning för vätskor med ett högt innehåll av fasta ämnen och slipande fyllmedel, såsom kiseldioxid eller aluminium. Systemet använder en rotor / statorkonstruktion för att mäta, blanda och dosera vätska med hög viskositet. De är också kontinuerligt i drift och därför pulsfria.
Doseringspumpmätningssystem med lågt tryck används i stor utsträckning för vätskor med låg till medelviskositet. Dessa pumpar ger pulsfri, kontinuerlig dosering. I allmänhet kan växelpumpar inte användas med vätskor som innehåller slipande fyllmedel. Maskinerna arbetar när vätska kommer in i pumpen under tryck. När växeln roterar förseglas vätska mellan spårmaskontakterna och flyter därmed runt kugghjulets pumphölje. På detta sätt styrs fluiden volymetriskt och levereras till doseringsventilhuvudet.
Blandningsalternativ för tvådelade vätskor
En statisk mixer är den vanligaste blandningsmetoden. Denna plastblandare innefattar ett yttre rör och inre blandande element. Den uppmätta vätskan matas till ett doseringsventilhuvud med en statisk blandare fäst. Två ventiler i ventilhuvudet öppnas samtidigt, varigenom de två vätskorna kan komma in i blandaren under tryck. Det korrekta antalet blandningselement krävs i en statisk blandare för att korrekt och effektivt blanda den uppmätta vätskan. Vätskeleverantören bör konsulteras för att bestämma den optimala statiska blandaren för en specifik applikation.
En annan blandningsmetod är att använda en dynamisk mixer, som kan beskrivas som ett dispenseringsventilhuvud med en roterande mekanisk mixer. En dynamisk mixer är vanligtvis endast nödvändig när det finns en stor skillnad i blandningsförhållandet. Dynamisk blandning är kostsam och kräver vanligtvis en vätskespolningskrets. En kompromiss kan vara att använda en engångs roterande statisk blandare som kan ge mer grundlig blandning än erhållen från en standardstatisk blandare.
Handla statiska blandare.
Automatiserad dispensering
Bänkmonterade vätskeutmatare är ett alternativ när du förmedlar förblandad vätska från en spruta eller patron. Två viktiga faktorer måste beaktas: det blandade materialets livslängd och det ökande luftutrymmet när vätskenivån minskar i sprutan eller patronen. Båda dessa variabler påverkar noggrannheten hos det utdelade skottet. Kostsamma kompensatorer och mekaniska dispensrar finns tillgängliga, men de behöver noggrann övervakning och justeringar. Ventilstyrenheter som liknar vätskeutmatare kan ge en fyrvägs, tidsstyrd signal till ett ventilhuvud för automatisk dispensering.
Alla automatiska mät- och blandningssystem kan kopplas till en fristående, batchproducerande dispenserrobot eller integreras i en transportöranläggning. I en automatisk dispenseringsapplikation är doseringssystemet i ett stadigt beredskapstillstånd att ta emot en signal från roboten, som bär det fjärrblandande ventilhuvudet. Roboten styr dispenseringsvägen och styr också volymen genom att kontrollera hastigheten. När det gäller inläggning och kapsling kan doseringssystemet också styra volymen, men processen är alltid en sammanslutning mellan roboten och mätmaskinen.
Andra faktorer för att utdela ett skott eller en pärla är blandaröppningen och storleken på utdelningsnålen, om en används. Den vanliga metoden för att styra en liten pärla är att använda en klämrörsventil i änden av en statisk blandare. Komponenterna i en klämrörsventil är engångsbruk.
Automatiserade dispenserroboter med flera axlar finns tillgängliga med en rad arbetsplattformar som väljs för applikationen. Vanligtvis är en maskin med tre axlar, antingen i en byggnads- eller utskjutningsdesign. Robotarmar för selektiv efterlevnadsmontering (SCARA) kan bära tunga laster och fungera inom ett större axelområde. Dessa installationer kan ses i storskalig industriell montering. Mindre robotar med tre eller fyra axlar kan hantera sprutor och patroner som innehåller förblandade vätskor, såsom förblandade och frysta material.
Handla automatiserad dispensering här.
Avslutande tankar
Avslutningsvis har både automatiserad och manuell doserings- och mätareutrustning ett värdefullt syfte att tjäna och kan uppfylla användarens tvåkomponentbehandlingsbehov. Valet av vilket som är bättre är dock mycket beroende på vilken typ av tillämpning som gäller och köparens budget och förväntningar. Vårt tekniska team välkomnar alla frågor som läsarna kan ha om detta ämne. Skicka bara ett e-postmeddelande till: infoeurope@ellsworth.com.