喷涂粘合剂:微量点胶技术全速发展

喷涂粘合剂:微量点胶技术全速发展

随着小型化工艺的不断发展,越来越多的精细小部件需要进行连接使用 日趋增多的功能,伴随着更多的材料混合以及更高的质量要求——因此确保微型部件能够可靠连接变得无可或缺。在许多情况下,考虑到材料的多样性与狭小的安装空间,能够满足这种要求的最好的解决方案就是粘接。反过来,小部件粘接应用将需要精确和微量点胶要求。

此外,制造商们经常追求以加快生产过程来降低成本。微量点胶技术面临的挑战因此变得明确:点胶量在变得越来越少的同时,还需确保不断提升的点胶精度与点胶速度。

印刷工业已经展示了如何实现这一效果:点阵式打印机用撞针的方式将墨水印到纸上,然而这样打印速度极慢,而且生成的线条比较宽。喷墨系统将微小的墨水滴喷在纸上而不接触纸张,这一技术的发展极大地提高了打印速度和分辨率。

喷胶技术远胜针头点胶

这些优势同样适用于点胶技术,即在一定的距离处喷射出自由胶滴 如今已不需要像传统点胶技术那样耗费大量时间将点胶针移动到基材上以便涂抹粘合剂。新式技术带来的时间上的优势直接体现为更短的周期时 间。

依照这一技术的功能原理,在喷胶过程中,就算部件在z方向上存在一定偏差,胶点都会被喷到基材的表面。因此,在喷胶模式下,不存在像针头点胶过程中针头和基板发生碰撞的风险,也就不需要在点胶前后用摄像头进行测量。它的闭合机理也可以避免出现类似针头点胶过程中粘合剂滴落现象,粘接过程不会“拖泥带水”。

简而言之,如果对点胶的位置精确度要求极高,且点胶量只有几毫克时,众多生产商会选择针头点胶方式。但是,如果他们首要考虑的是加快生产速度,则会倾向于喷胶技术。

气动或压电执行器

如果是后一种情况,有两种点胶驱动系统可供选择 通过执行器生成脉冲压力用来推挤中高粘度的粘合剂,相比于喷射低粘度的墨水,难度要求会高很多。在闭合过程中,阀的活塞以较大动量向着喷口移动。活塞头的动态压力可以克服表面能量以及流体的高内聚力,使得胶滴自由地脱离阀的开口。执行器的高速度与力量是确保执行这一过程的决定性因素。然而,为了充分利用这一无接触点胶技术的速度优势,必须确保喷胶阀绝大多数时刻都能正常运行。而普通的系统往往无法保障这一点。

喷胶阀要么使用带有滑动密封元件的气动执行器,要么使用杠杆机制的压电陶瓷执行器。这两者都会产生摩擦。在高速摩擦与高驱动力的作用下脆弱的陶瓷会导致严重磨损,因此缩短使用寿命。这也在一定程度上削弱了喷胶的优势,而且成本很高。

气动: DELO 的新式微量点胶阀

DELO 是唯一一家独立研发喷胶阀的粘合剂制造商。新的 DELO-DOT PN3 微量点胶阀依赖于气动执行器系统。与传统的气动执行器相比,新式系统不采用任何滑动或摩擦元件。它极其坚固,使用寿命最高可到10亿次点胶周期。

与它的前身 DELO-DOT PN2相比, 这一新式阀的喷射性能更为出色。它可以用来喷射非常小量的多种不同的粘合剂。平均来说,最小点胶量减少了三倍。某些特定粘合剂甚至可以实现连续2nl微量喷胶作业。另一方面,每一滴的最大点胶量也可达 5000 nl ,因此喷胶阀可以在生产过程中灵活使用。这是因为流体系统的几何形状得到了优化,且有两种不同的活塞可供选择:一种用于剂量极小的胶滴喷射,另一种用于较小至中等尺寸的胶滴喷射。

执行器采用模块式设计,与坚固的流体系统完全分离,相反地,流体系统还可以拆分成多个单独的部件。这样的设计也便于彻底清洁所有与粘合剂接触的组件,相关部分拆卸也无需特殊的工具。为了尽可能地缩短停机时间(例如在更换粘合剂时),可以将流体系统整体进行更换。单个的组件,例如耐化学介质的不锈钢流体系统,各种不同几何形状与直径的喷嘴,以及喷嘴加热器都可以单独由用户就地更换,方便快捷且不费力。这可以尽可能地最大化新型喷胶阀的实用性能,而市场上类似的设备很少能做到。

重新设计的喷嘴加热器可以确保粘合剂的温度与粘度长期处于稳定状态。加热器的内置隔热装置用螺钉固定在阀上,且没有电触点,确保只有流经出口处的粘合剂才可以得到加热。这样可以缩短某些热敏感的粘合剂承受热负荷的时间。

即插即用式安装

在高产量系统中,各个组件的设计需要尽可能地紧凑。喷射阀的外部尺寸相当紧凑 (最少为 20.5 mm × 153 mm × 62 mm)。与流体供给装置连接以后,可以摆放成90度,因此能够适应狭小的安装空间,也容易整合到生产系统之内。它的重量不到350克,可以装在一条可移动的轴上。这可以理想地实现快速移动,并保证在实际应用中最高可达每秒喷射330胶滴的频率。

与之前型号相比,在安装之后微量点胶阀更容易操作。用户可以从PLC上读取众多参数,这一点是机械系统做不到的。用户可以用转轮来设置活塞的冲程——只需转动选定五个锁定位置中的一个即可,不需要额外的工具。相应的锁定位置可通过LED灯指示查看,尤其是在将点胶设备整合到生产系统之后,便于检查冲程设置参数。

结论

新的 DELO-DOT PN3 喷胶阀的特点是它的流体系统抵抗性能高,且与气动执行器分离。这样的组合令整个系统极其坚固可靠,可以确保使用寿命长,运行成本低。与此同时,它符合微量点胶技术的所有要求,能够以极小的剂量点胶,且维持高精确度与速度。