Top prestaties voor de kleinste hoeveelheden
In alle industriële takken bestaat een trend naar miniaturisering. De noodzaak om producten kleiner te maken vormt echter een grote uitdaging voor de automatiseringstechnologie, bijvoorbeeld wanneer het gaat om het nauwkeurig aanbrengen van de juiste hoeveelheid soldeerpasta, lijm, smeermiddel, ingietmateriaal of afdichtingsmiddel. In de praktijk is dosering op grond van volume de eenvoudigste en flexibelste methode gebleken, want de aan te brengen substantie hoeft “alleen” maar naar het doseerpunt te worden geduwd door pompen die steeds dezelfde hoeveelheden afgeven. Precisiedispensers zoals deze moeten zo compact mogelijk zijn, zodat ze gemakkelijk kunnen worden opgenomen in de betreffende productiesystemen. Ze moeten daarom worden voorzien van kleine maar krachtige aandrijvingen met de best mogelijke dynamiek die heel nauwkeurig zijn aan te sturen.
ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH maakt doseersystemen en componenten voor semiautomatische en volledig automatische productiesystemen en assembleersystemen. Met zijn preeflow® microvolume doseerunits heeft het bedrijf bijna 10 jaar geleden al de toon aangegeven op het gebied van precisiedispensers.
Typische toepassingen variëren van de productie van halfgeleiders en elektronica tot optica, fotonica, biochemie en medische technologie. Er kunnen zeer verschillende vloeistoffen mee worden gedoseerd, van A voor anaerobe lijmen tot Z voor zinkchlorideoplossingen.
Roterend en drukdicht transportsysteem
De fundamentele werking van de precisiedoseerunit is makkelijk te begrijpen: De kern van de dispenserunit is een roterend transportsysteem dat volledig drukdicht is. Het bestaat uit een zelfdichtende rotor in een stator. De af te geven substantie wordt getransporteerd door middel van verplaatsing door de aangestuurde roterende beweging van de rotor. Door de draairichting te veranderen kan het systeem de substantie ook achterwaarts laten bewegen. Dit zorgt ervoor dat het materiaal netjes en op een gecontroleerde manier wordt gescheiden, zonder druipen. Tijdens het transport wordt de substantie beschermd, waardoor de structuur ervan niet verandert. Het systeem is zelfdichtend voor water tot een aanvoerdruk van 2 bar. Wanneer de viscositeit toeneemt, wordt ook het zelfdichtende effect sterker. Doseerdrukken van 16 tot 20 bar zijn daarom goed mogelijk. Deze hoge aanvoerdruk maakt het tevens mogelijk om bij fijnere oppervlakken gebruik te maken van naalden en spuitmonden met een kleinere diameter.
Compact aandrijfblok met motor, encoder en tandwielkast
Een hoge aanvoerdruk in de dispensermodule vereist een aandrijving met een hoog koppel. Diringer: “Vanwege de beperkte afmetingen van de units was alleen een micromotor met een uitwendige tandwielkast mogelijk. Daarom werken we nu al bijna tien jaar lang nauw samen met FAULHABER. Met de hulp van de aandrijfspecialisten uit Schönaich vonden we al snel een geschikte motor. Kleine afmetingen en een hoge vermogensdichtheid zijn belangrijk, want we moeten kleine preeflow® eco-PENs kunnen maken die direct en probleemloos te plaatsen zijn in de robot van het automatische doseersysteem".
De beste prijs-prestatieverhouding bleek een DC-micrometer met encoder en planetaire tandwielkast te zijn. Dankzij de borstelcommutatie is regeling van de pulsbreedte en verandering van de rotatierichting heel eenvoudig. De encoder en de planetaire tandwielkast, die binnen de motordiameter vallen, maken een zeer slank ontwerp mogelijk. Het compacte aandrijfblok heeft een diameter van slechts 22 mm en een totale motorlengte van 32 mm afhankelijk van het type dispenser. Dan is er nog de overbrenging, die verhoudingen van 9:1 tot 23014:1 levert met een lengte van 27 tot 48 mm. De kleinere motoren leveren een continu koppel van 10 mNm. De grotere motoren leveren 28 mNm. Dit koppel wordt door de betreffende overbrenging vergroot tot de 20 bar aanvoerdruk die nodig is voor de dispenserunit. Door de additionele encoder neemt de totale lengte maar met 1,4 mm toe. De encoder genereert 64 tot 512 pulsen per omwenteling, afhankelijk van het model. Dankzij de precieze achterwaartse beweging van de rotor van de aandrijving is het mogelijk nauwkeurige hoeveelheden aan te brengen en de substantie druipvrij te scheiden. De tandwielkasten en de motorlagers worden tijdens de hele levensduur gesmeerd en zijn onderhoudsvrij. “We hebben een betrouwbare, robuuste en dynamische aandrijfoplossing gevonden voor onze microdispensers,” concludeert Diringer.
