Dozajlamanın uzun bir tarihi vardır. İlk zamanlarda, akla gelebilecek en basit yöntem, bir şırınga içindeki malzemeyi manuel bir şekilde ittirerek şırıngadan dışarıya dozajlama yapılmasıydı. Teknolojideki hızlı gelişmeler ile günümüzde, yeni gelişen çeşitli dozajlama ekipmanlarının varlığıyla, birçok farklı dozajlama tekniği kullanılmaktadır. Bu teknikler basit manuel dozajlama aletlerinden tutun da sofistike piezo-aktüator jet valflere kadar uzanmaktadır.
Konu hakkında çok bilgili değilseniz, bir sürü alternatif arasından doğru valfi seçmeniz göz korkutucu olabilir. Aşağıda verilen; en basitten en gelişmiş teknolojilere uzanan bir genel bir bakış açısı sayesinde doğru dozajlama sistemini seçmek için gerekli olan rehbere erişebilirsiniz.
Anlatılan Başlıklar:
- Manuel Şırınga Sistemi
- Zaman/Basınç Ayarıyla Dozajlama → TS250
- Pinch-Tüp Valf
- Diyafram Valf
- İğne(Needle) Valf
- Spool Valf
- Rotary Auger Valf
- Sprey Valf
- Progressive Cavity(PC) pompası
- Jet Valf
Manuel Şırınga Sistemi:
En basit dozajlama yöntemi manuel olarak bir şırınganın kullanımıyla gerçekleştirilir. Şekil-1’deki gibi tipik bir manuel şırınga sistemi; bir piston ve içerisinde akışkan bulunan bir şırınga içerir. Operatör basitçe el ile ya da Şekil-2’de görülen manuel şırınga silahı ile, pistonu ittirerek şırınga içerisindeki malzemeyi çalışma alanına boşaltır.
Bu sistemdeki tekrarlanabilirlik oranı doğrudan operatörün her bir işlemde ne kadar tutarlı olduğuna bağlıdır. Bu metot, yaklaşık %20 hammadde zaiyatının uygun olduğu durumlarda, az miktarda akışkanın kullanılacağı senaryolarda uygun olabilir.
Zaman/Basınç Dozajlaması:
Süreç iyileştirmesinde bir sonraki adım, Zaman/Basınç Dozajlama (Time/Pressure Dispensing – TPD) tekniğidir. Bu teknik, adı üstünde, bir zamanlama devresinde basınç ayarlamasıyla, ürünün kullanılma verimini arttırır. Bu sistem, basitliği ve kabul edilebilir tekrarlanabilirlik oranı sayesinde, dozajlama uygulamalarının çoğunda (oransal olarak %60’ın üzerinde) kullanılmaktadır. Techcon tarafından sunulan geniş ürün gamında TPD ekipmanı ve aksesuarlarının arasında; şırınga barelleri, iğne uçları, barel adaptörleri, basınç tankları, valfler ve kontrolcüler yer almaktadır.
Basit bir TPD şırınga sistemi, bir dispenser, şırınga ve barel adaptörünün montajından oluşmaktadır. Şırınga bareli, dozajlanacak akışkan ile dolu bir şekilde, dispensere barel adaptörü aracılığıyla bağlıdır. Sonrasında uygun basınç değeri ve dozajlama süresi dispenser üzerinde ayarlanır.
Kurulum tamamlandıktan sonra, operatör el veya ayak pedalı üzerinden dozajlama çevrimini tetik vererek başlatır. Operasyon sırasında dispenser tanımlanmış olan süre içerisinde tanımlanan hava basıncını şırınga bareli üzerine uygular. Bu kontrollü hava basıncıyla, şırınga barelinden çalışılan parça üzerine dozajlama yapılır.
Yukarıdaki resimde Techcon’dan TS250 Serisi dispenser gösterilmektedir. Dijital zamanlayıcı içerdiği için rakiplerine göre daha tutarlı ve tekrarlanabilir dispenser olduğu kanıtlanmış olan bu ürün, masaüstü uygulamalarında geniş çapta kullanılmaktadır.
Şırınga sisteminin dezavantajı, iyi bir tekrarlanabilirlik sağlanabilmesi için çok sayıda değişkene bağımlı olmasıdır. Bu değişkenlerden biri şırınganın iç çapıdır. Bu iç çapın çok fazla konik olması durumunda, şırınga içerisindeki akışkan aşağıya doğru hareket ettikçe, şırıngadan atılan akışkan miktarı azalacaktır. Bu problemin çözümü için, Techcon TPD Valf Sistemlerinde geniş bir ürün gamı sunulmaktadır.
Tavsiye edilen Zaman/Basınç Dozajlama Ürünleri: TS250 Dispenser | TS255 Dispenser | TS350 Precision Dispenser Controller | TS355 Precision Dispenser Controller
Detaylı uygulama videolarına ve dokümanlara aşağıdaki internet sitesi linkimizden erişilmektedir.
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts250/
Pinch-Tüp Valf:
En basit ve maliyeti en az TPD valf; Şekil-4’te görülen içerisinde tek kullanımlık ekipman barındıran pinch-tüp valftir. Düşük viskoziteli akışkanların küçük noktalarla ya da tespih gibi kesintisiz boncuklar halinde dozajlanabilmesi için tasarlanmıştır. İç yapısı Şekil-5’te görülen bu hava aktiviteli valf, bir plastik tüp kalıbının otomatik olarak açılıp kapanmasıyla çalışır. Akışkanın temas ettiği tek yüzey valfin içerisindeki kullan-at tüptür. Bu valf türü, bu özgün özelliği sayesinde; hızlı yapışan ya da valfin temas yüzeylerine zarar verebilecek yüksek agresif akışkanların uygulamaları için mükemmel uyumluluktadır. Pinch tüp valfler genellikle japon yapıştırıcısı ve çift komponentli epoksi uygulamalarında kullanılmaktadır. Valfin yararları arasında kullan-at borusu, hafif oluşu, kompakt olması ve basit kullanımı yer almaktadır.
Tavsiye edilen Pinch-Tüp valfi: TS1212
Detaylı uygulama videolarına ve dokümanlara aşağıdaki internet sitesi linkimizden erişilmektedir.
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts1212-pinch-valf/
Diyafram Valf:
Pinch-tüp valfin eksik yönlerinden birisi, içerisinde akışkanın aktığı borunun sıklıkla değiştirilme gereksinimidir. Bu duruma ihtiyaç yoksa, Şekil-6’da görülen diyafram valf en iyi alternatiftir. Bu pnömatik valf, akışkan yolunu açmak ve kapatmak için bir diyafram kullanır. Diyafram malzemesinin esnekliği sayesinde, değişim ihtiyacı gerektirmeden milyonlarca çevrime dayanabilir. Şekil-7’deki sistem yapısında görülebileceği gibi dozajlama çevrimi sırasında, hava basınç sinyali diyaframın geriye doğru çekilmesine yol açarak akışkanın geçebileceği bir boşluk yaratır. Hava basınç sinyali kesildiğinde ise içerisindeki yay diyaframı iterek, kapalı pozisyona geçmesini sağlar.
Bu valfteki özgünlük diyaframdır. “Ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen” malzemesinden üretilen, bir katı bariyer olan bu diyafram yapısı, akışkanla temas edecek olan hava silindirinin nemlenmesini önlemektedir. Bu özellik sayesinde japon yapıştırıcısı gibi neme karşı hassas olan akışkanlar için ideal valf olmaktadır.
Bu valfin endüstride çok popüler olmasının diğer nedenleri de kompakt boyutu, hafif olması, kolay temizlenmesi ve bakımı ile ayarlanabilir atım kontrolü sayesinde 0.002 cc kadar küçük atışlar yapabilmesidir.
Herhangi bir düşük ya da orta viskoziteye sahip akışkan için diyafram valf kullanımı ile dozajlama sağlanabilir. Bu valfin çalışma uygulamaları; neme karşı hassas yapıştırıcıların dozajlanmasından medikal ürün endüstrisinde Ultraviyole-ışıkla kürlenen akışkan dozajlaması ile yarı- iletken endüstrisinde döndürerek kaplama uygulamasında kullanılmaktadır.
Tavsiye edilen Diyafram Valf türleri: TS5622 | TS5625DMP
Detaylı uygulama videolarına ve dokümanlara aşağıdaki internet sitesi linkimizden erişilmektedir.
İğne Valf:
0.002 cc’den daha düşük atımlar yapılması gerektiğinde, 0.0005 cc kadar küçük atımlar yapabilen mikro-atım-iğne valf ideal bir seçimdir. Şekil- 9’da gösterilen dozajlama ucunda yer alan kapanma mekanizmasının özgün tasarımı sayesinde “ölü akışkan” hacmi neredeyse tamamen ortadan kaldırılmıştır. Dozajlama döngüleri arasında istenmeyen damlamalar olmadan çalışacak şekilde 32 gauge ölçüsündeki en küçük iğne boyutu kullanılabilir.
İğne valf pnömatik ile tetiklenen tek-yönlü bir valftir. Hava basıncının gelmesiyle, iğneye bağlı piston yukarı doğru kalkarak iğnenin altına akışkanın dolması sağlanır. Çevrim tamamlandığında içerisindeki yay sayesinde piston aşağı doğru ittirilerek iğne ucu tekrar kapalı konuma gelir.100,000 cps değerine kadar yüksek vizkozite değerine sahip akışkanların bu valf ile başarıyla dozajlanması mümkündür. Ancak neme duyarlı akışkanlar ve hızlı kürlenen yapıştırıcıların bu valfte kullanılması uygun değildir.
UV yapıştırıcıları, çözücüler, boya, yağ gibi akışkanların bu valf ile
dozajlanması tavsiye edilmektedir. Kulak içi işitme cihazında hoparlör
bağlantı noktalarına küçük miktarda UV yapıştırıcı dozajlaması ve
markalama için küçük noktalar şeklinde boya dozajlaması tipik uygulama örnekleri arasındadır.
Tavsiye edilen İğne Valf türleri: TS5420 Precision Needle Valve | TS5440 Microshot Needle Valve
Detaylı uygulama videolarına ve dokümanlara aşağıdaki internet sitesi linkimizden erişilmektedir.
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts5420-igne-valf
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts5440-mikro-atim-igne-valf/
Spool Valf:
Yukarıda tanımlanan valflerin ortak özelliği; yüksek vizkoziteye sahip bir akışkanın fazla miktarda dozajlanması için tasarlanmamış olmalarıdır. Yüksek viskoziteli akışkanların hassas dozajlanma işlemi için Pulsar Robotik, Spool Valf önermektedir. 3 milyon cps değerine kadar yüksek vizkoziteye sahip akışkanların dozajlanmasında Şekil-10’da görülen bu valf türü kullanılabilir.
İç yapısı Şekil-11’de görülebilecek olan bu valflerde hava
girişiyle tetiklenen bir pistonun hareketiyle akışkan yolu
açılıp kapanır. Ancak iğne valfin aksine, bu valfte hava
girişi ile piston aşağı ittirildiğinde akışkan yolu açılır.
Dozajlama çevrimi bittiğinde içerisindeki yay sayesinde piston yukarı doğru ittirilerek iğne ucu tekrar kapalı konuma gelir. Burada, kapanırken yay tarafından geri çekilen piston mekanizması sayesinde, doğal olarak “geri-emme” işlemi gerçekleşmektedir. Bu özellik sayesinde; silikon, gres yağı ve sızdırmazlık malzemesi gibi yüksek viskoziteli akışkanların dozajlamasındaki damlamaların önüne geçmekte çok etkilidir.
Bu valf genellikle otomotiv uygulamalarında gres yağı dozajlamasında, paketleme endüstrisinde şırıngalara ya da kartuşlara malzeme doldurulmasında ve contalarda sızdırmazlık uygulamalarında kullanılmaktadır.
Şekil-11: Mini Spool Valf(Solda), Yüksek Basınç Spool Valf(sağda)
Tavsiye edilen Spool Valf türleri: TS5322 Mini Spool Valve | TS941 Yüksek Basınç Spool Valve
Detaylı uygulama videolarına ve dokümanlara aşağıdaki internet sitesi linkimizden erişilmektedir.
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts5322-minyatur-spool-valf/
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts941-yuksek-basinc-spool-valf/
Rotary Auger Valf:
Vizkozitedeki dalgalanmaların önüne geçmek ve valfteki akışkan basıncını ayarlama ihtiyaçları için “döner deplasman dağıtım” tekniği geliştirilmiştir.
Bu teknikte DC motora bağlı bir döner besleme vidası kullanılarak akışkanın dozajlaması “döner kaydırım aksiyonu” ile gerçekleşmektedir. Özgün tasarımı sayesinde, valften akışkan çıkışı sağlanırken aynı anda akışkan beslemesi de yapılmaktadır. 0.25 mm çapında noktalar yüksek tekrarlanabilirlik oranı ile dozajlanabilmektedir.
Çok yönlü özelliği sayesinde yüksek doğrulukla ve kolay kurulumla TS7000 serisi rotary valfi uygulamalarınızda kullanabilirsiniz. Lehim macunu gibi zor materyalleri de içerecek şekilde vizkozite değeri 30,000 ile 1,300,000 cps arasında akışkanların dozajlanması bu valf ile uygundur. Açıkcası, lehim macununu başarılı bir şekilde dozajlayabilen tek valftir.
Çift komponentli yapıştırıcılar, hızlı kürlenen yapıştırıcılar veya yüksek aşındırıcı akışkanların kullanımı için, tek kullanımlık malzeme yoluna sahip bir versiyon olan, TS5000DMP serisi bu akışkanların kullanımı için uygundur. Islanan yüzeylerin komple değiştirilebilir olduğu bu seride temizleme ihtiyacı yoktur.
Gümüş içeren epoksiler, elektronik üreticileri için yüzey yapışkanlarının dozajlanmasında kullanılmaktadır.
Tavsiye edilen Rotary Auger Valf Serileri: TS5000DMP | TS7000-DCX
Detaylı uygulama videolarına ve dokümanlara aşağıdaki internet sitesi linkimizden erişilmektedir.
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts5000dmp-dcx-sr-vidali-rotary-valf/
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts7000-auger-rotary-valf/
Sprey Valf:
Bu valf, genellikle 1,000cps değerinden daha düşük viskoziteli malzemelerin ve yapıştırıcıların gereğinden fazla olmadan, hassas bir şekilde püskürtülmesini sağlamaktadır. Operatör tarafından ayarlanabilir akış miktarının yanı sıra akıllı kontrolcü kullanarak püskürtme öncesi akış miktarı ve atomize hava miktarı ayarlanabilmektedir. Bakımı basit yapısı sayesinde kolaylıkla gerçekleştirilebilmektedir. Normal bakım sırasında sadece bir adet sızdırmazlık elemanın değişimi gerekli olduğundan, süreç çok hızlandırılmıştır.
Şekil-14’te iç yapısı görülebilen Techcon TS5540 serisi sprey valfler hem hava
silindirinin içerisinde hem de akışkan yuvasında FDA-uyumlu 303 serisi
paslanmaz çelik barındırır. Sahada bile kolayca değiştirilebilir Delrin malzemesi ile pozitif hava kesmesi (positive shut-off) mümkünken, kullanım ömrü çok uzundur. Kompakt tasarımı, otomasyon uygulamalarında kolay entegre olabilmesini sağlar.
İki nozul tipi mevcuttur. Bunlardan biri, yuvarlak püskürtme modelleri için koni tipinde (ürün kodu:R) iken, diğeri eliptik püskürtme için fan tipinde(ürün kodu: F) bulunmaktadır.
Sprey valflerin kullanıldığı tipik uygulamalar arasında; baskılı devre kartı(PCBA) üzerine koruyucu kaplama püskürtmesi ile yağlama yağının uygulanması için püskürtme işlemi ve başarılı/başarısız işaretlemesi için mürekkep püskürtmesi yer alır.
Tavsiye edilen Sprey Valf Serileri: TS5540 Sprey Valf | TS5520 İnce Taneli Sprey Valf
Detaylı uygulama videolarına ve dokümanlara aşağıdaki internet sitesi linkimizden erişilmektedir.
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts5520-sprey-valf/
Pozitif Deplasman Valfi (Progressive Cavity(PC) Pump):
Eğer uygulama en yüksek seviyede tutarlılık ve tekrarlanabilirlik gerektiriyorsa, bulabileceğiniz, hacimsel olarak en tutarlı dozajlama sistemi +/-1% kadar düşük varyasyonla, Şekil-15’te görülen Pozitif Deplasman Valfi olacaktır.
Bir PC pompası, mesela Techcon TS8100 serisi Pozitif Deplasman Valfi gibi, eşsiz bir rotor-stator tasarımı kullanılarak bu kadar yüksek miktarda tutarlılıklara erişilebilmektedir. Çift sarmallı bir statorun içerisinde bir burgu yaya benzeyen tek sarmallı rotorun dönmesiyle hava sıkışmış boşluklar oluşmaktadır. Rotorun dönmesiyle bu boşluklar aracılığıyla akışkan spiral bir biçimde pompanın ekseninde hareket ederken her bir turda eşit miktarda malzemenin dozajlanması sağlanır.
Pozitif Deplasman teknolojisi sayesinde PC pompaları malzeme sıcaklığı, basıncı veya vizkozite gibi değişimlerinden etkilenmez ve 300,000cps’e kadar akışkanları güvenli bir şekilde dozajlar.
Kolay temizlenebilir TS8100 serisi PC pompası, herhangi bir akışkanı damlatmadan 0,001ml kadar düşük miktarda tutarlılık sağlar. Hacimsel sıvı dozajlaması sırasında malzemenin şekli veya boyutunda bir değişim gerçekleşmediği için aşındırıcı akışkanlar da dahil olmak üzere bir sürü akışkan türüyle uyumludur.
PC pompaları genellikle “underfill”, kapsülleme(encapsulation) ve potting uygulamaları ile otomotiv parçalarına yağlama uygulamasında ve lehim macunu dozajlamasında kullanılmaktadır.
Tavsiye edilen PC Pompası: TS8100
Detaylı uygulama videolarına ve dokümanlara aşağıdaki internet sitesi linkimizden erişilmektedir.
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts8100-100-pozitif-deplasman-valfi/
Jet Valf:
Asıl gerekliliğin dozajlama hızı olduğu sistemlerde piyasadaki en hızlı dozajlama ekipmanı jet valftir. Bir PC pompası veya Auger valf saniyede yaklaşık 5 atım yapabilir, ki bu bazı uygulamalar için gayet yeterlidir. Eğer uygulamanız için daha yüksek hız istiyorsanız, göreceli olarak yavaş olan bir jet valf bile saniyede 500 atım yapabilmektedir.
Aslında bu yüksek hız avantajının kaynağı basit bir gerçeklikten doğmaktadır. Diğer dozajlama ekipmanlarından farklı olarak, atım yapmak için parçaya temas etmesi gerekmediğinden çok yüksek hızlara ulaşabilmektedir. Bir jet valf, parçanın üzerinde süzülürken akışkanı “jet” etkisiyle fışkırtarak düz olmayan zor yüzeylere bile dozajlamak mümkündür.
Techcon, jetleme teknolojisini bir tık üste çıkararak piezo-elektrik teknolojisinin baz alındığı TS9800 Jet Valf Sistemini sunar. Piyasadaki en hızlı dozajlama ekipmanı olan TS9800, sürekli çalışmada 1500 Hz, daha yüksek randımanda ise 2000 Hz hızına çıkmaktadır. Bu olağanüstü hıza rağmen TS9800 +/-3% doğrulukta 0.5 nanolitre kadar küçük boyutta atım yapabilmektedir.
Jet valf sistemlerinin kullanıldığı temel uygulamalar arasında kalıp tutturma yapıştırıcılarının uygulanması, “underfill” uygulaması, iletken yapıştırıcıların dozajlanması, led kapsülleme ve parça üzerine sıvı conta uygulaması yer almaktadır.
Tavsiye edilen Jet Valf: TS9800
Detaylı uygulama videolarına ve dokümanlara aşağıdaki internet sitesi linkimizden erişilmektedir.
https://pulsar.com.tr/robotik/urunler/ts9800-piezo-jet-valf/
Son olarak;
Doğru ekipman seçimi üretim sürecindeki en önemli kısımdır. Bu nedenle ekipman tedarikçinizden yapılacak olan uygulamanın ayrıntılı bir analizini isteyebilirsiniz.
Techcon markası, her seviyedeki dozajlama uygulamasında gereken uygun dozajlama ekipmanı için geniş bir ürün yelpazesine sahip olan birkaç şirketten biridir. Şekil 17’de farklı uygulamalar özelinde valflerin uygunluğu bir tabloda özetlendirilmektedir.
Pulsar Robotik, Techcon markası ekipmanlar ile, uygulamanıza en uygun dozajlama ekipmanının seçiminde malzemelerinizi test etmekten mutluluk duyar. Daha fazla bilgi için bize ulaşabilirsiniz.
