Kontaktbasierte vs. kontaktlose Dosierung

So wählen Sie die optimale Mikrodosiermethode für Ihre Anwendung

Die Herstellung und Montage von Kleinteilen und Mikrotechnik in Fahrzeugen, Elektronik und medizinischen Geräten erfordert Präzision. Winzige Mengen von Klebstoffe, Schmiermittel, und anderen Montageflüssigkeiten müssen an bestimmten, oft komplexen Stellen innerhalb enger Toleranzen aufgebracht werden, um die hochwertigsten Teile in kürzester Zeit mit dem geringsten Aufwand an Nacharbeit, Ausschuss und Maschinenstillstandszeit herzustellen.

Die beiden gebräuchlichsten Methoden der Mikrodosierung sind die kontaktbasierte und die kontaktfreie Dosierung (auch bekannt als Strahldosierung). Obwohl beide Mikrodosiermethoden in vielen Anwendungsarten funktionieren, sind der Grad an Präzision, Wiederholbarkeit und Geschwindigkeit wichtige Überlegungen, die Hersteller bei der Entscheidung für die beste Wahl für ein Projekt anstellen.

Die Entscheidung für eine der Methoden hängt auch von der Anwendung, der Art der abgegebenen Flüssigkeit, der Fertigungsumgebung und dem Produktionsprozess selbst ab. Das Verständnis der Vor- und Nachteile von kontaktbasiertem und kontaktfreiem Dosieren kann Ihren Entscheidungsprozess erheblich unterstützen.

Kontaktloses Dosieren – Strahldosierung!

Strahldosierung verwendet oft eine quasi-volumetrische Methode zum Auftragen von Flüssigkeiten. Dies in Kombination mit proprietären Designelementen und kontrollierten Herstellungsprozessen ermöglicht es einigen Jet-Ventilen, extrem präzise, wiederholbare Abscheidungen von nur 5 nL innerhalb von genauen Toleranzen von +/- 1% zu liefern.

Da Strahldosierung keine Z-Achsen-Bewegung erfordert, können Dosiergeschwindigkeiten von bis zu 1000 Hz (Abgaben pro Sekunde) und Spitzenwerte von 1500 Hz erreicht werden. Flüssigkeit wird aufgetragen, ohne die Werkstückoberfläche zu berühren. Dies schützt zerbrechliche Substrate vor Beschädigungen durch andere Methoden wie z. B. kontaktbasierte Dosierung. Dadurch ist es auch möglich, konsistent auf unebenen Werkstücktopographien zu dosieren und unterschiedliche Teiletoleranzen ohne zusätzliche Prozesszeit für Positionsanpassungen zu berücksichtigen.

Das kontaktfreie Dosieren beseitigt auch die Beschädigung der Dosiernadel, Schäden, da kein Kontakt mit dem Werkstück besteht. Maschinenstillstandszeit zum Ersetzen kaputter Dosiernadeln ist nicht nötig.

Nachteile der Strahldosierung umfassen die Tatsache, dass einige Flüssigkeiten, wie zum Beispiel hochabrasive oder partikelhaltige Flüssigkeiten, schwierig zu versprühen sind und daher spezielle Einrichtungsverfahren erfordern. Daher ist es wichtig, bei der Entscheidung für eine Methode mit einem erfahrenen Spezialisten für die Anwendung zu sprechen.

Andere Nachteile der Strahldosierung sind die Möglichkeit der Erzeugung von Satelliten und Spritzern, die möglicherweise eine Anpassung der Dosierparameter erfordern, und ein etwas komplexeres Setup, das möglicherweise eine spezielle Bedienerschulung erfordert.

Kontaktbasiertes Dosieren

Kontaktbasieres Dosieren verwendet für die Dosiermaterialien häufig entweder eine Zeit-Druck- oder eine volumetrische Methode. Anders als beim kontaktfreien Dosieren erfordert das kontaktbasierte Dosieren eine Z-Achsen-Bewegung, um beim Dosieren das Ventil sehr nahe an die Oberfläche des Werkstücks zu bringen. Es erfordert auch oft eine an der Materialkammer befestigte Dosiernadel.

Eine breitere Palette von Flüssigkeiten kann über die Kontaktmethode dosiert werden, jedoch nicht innerhalb so strengen Abgabetoleranzen. Es besteht ein verringertes Risiko der Satelliten- und Spritzerbildung. Einrichtung und Schulung sind relativ schnell und einfach.

Die Nachteile des kontaktbasierten Dosierens umfassen die Notwendigkeit einer Z-Achsen-Bewegung, was zu langsameren Dosiergeschwindigkeiten führt. Maximal 80 Ablagerungen pro Sekunde (mit einem optionalen Antrieb) können beim kontaktbasierten Dosieren erreicht werden, im Vergleich zu 1000 Ablagerungen pro Sekunde beim kontaktfreien Dosieren. Außerdem besteht die Gefahr, das Bauteil oder die Dosiernadel zu beschädigen, da die Werkstückoberfläche berührt werden muss. Dosiernadeln können sich verbiegen oder brechen. Diese Situationen können unerwünschte Maschinenstillstandszeit verursachen.

Darüber hinaus gibt es mehrere Variablen, die schwer zu kontrollieren sein können, wie z. B. Luftschwankungen und an der Dosiernadel haftendes Restmaterial. Beides wirkt sich auf die Wiederholbarkeit der Abgabe aus.

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Wenn Sie Fragen haben oder mit einem erfahrenen Anwendungsspezialisten sprechen möchten, zögern Sie nicht, uns eine E-Mail an [email protected]zu senden.

Über Claude Bergeron

Claude Bergeron ist Senior Global Product Line Manager für Jet-Dosiersyteme bei Nordson EFD. Er nutzt sein umfangreiches Applikations- und Produktwissen, um die Entwicklung einiger der innovativsten Dosierventile auf dem Markt zu leiten. Claude hat mehr als 40 Jahre Erfahrung in der Flüssigkeitsdosierung. Er kam 1981 zu Nordson EFD.