Благодаря комбинации специальных материалов, инструментов и самых современных методов производства корпорации Terepac (Канада) удалось разработать уникальные технологии, позволяющие создавать сложную электронику на гибких подложках размером и стоимостью много меньше обычных микросхем для самых разных областей применения. Одним из таких новейших инструментов является высокоточный дозатор UltimusTM V, представленный компанией Nordson EFD (США).
 |
«Все устройства с микропроцессорами, памятью и датчиками можно теперь уменьшить до одного квадратного миллиметра — сделать тоньше, чем бумага и при этом они будут настолько гибкими, что их можно будет обернуть о карандаш без потери рабочих характеристик, — заявил Рик Ассельстейн (Ric Asselstine), генеральный директор Terepac. — Эти тонкие компоненты можно использовать так, как раньше невозможно было даже представить. Они позволили трансформировать уже существующие устройства, компоненты и продукты в более миниатюрные и гибкие, что ранее считалось непрактичным или даже невозможным».
В одной из операций специалистам компании Terepac требовалось присоединить маленькие бескорпусные интегральные схемы к подложке при помощи микрокапли клея. Первоначально для решения этой задачи использовался игольчатый клапан с пневматическим управлением и специальным контроллером. Ввиду того что капля клея имела чрезвычайно маленький диаметр, клей заливали в шприцы для дозирования объемом 3 мл, которые напрямую присоединялись к клапану, т.к. использование под давлением емкости большого объема было нецелесообразно. По признанию Дэвида Бисти (David Biesty), вице-президента по технологии производства компании Terepac, при том, что это техническое решение обеспечивало высокий уровень управляемости процессом, оно все же требовало довольно длительного технического обслуживания. Проблема заключалась в том, что вязкость клея меняется в процессе производства: «Мы начинали рабочий день с одинаковых капель, но по мере повышения вязкости клея размер капель начинал меняться. Каждый раз, когда это происходило, нам приходилось останавливать производственную линию, прочищать клапан, присоединять к нему новый шприц с материалом, затем делать серию пробных доз и сверять результаты с эталоном».
Эта проблема была решена после испытаний на производстве Terepac нового высокоточного дозатора UltimusTM V, не так давно представленного компанией Nordson EFD (см. рис. 1). UltimusTM V был специально разработан для дозирования жидкостей, изменяющих вязкость по прошествии времени: за счет автоматической юстировки рабочих параметров дозатора сохраняется изначальный размер дозы.
Отточенные с годами технологии компании Nordson EFD в области производства дозирующих систем позволили создать дозатор UltimusTM V, который регулирует размер дозы по нескольким параметрам: давление воздуха, подаваемого на жидкость, время подачи сжатого воздуха и размер дозирующей насадки. Высокое рабочее давление, продолжительное время подачи сжатого воздуха и насадки с большими диаметрами требуются для дозирования большими дозами, а низкое рабочее давление, короткое время подачи сжатого воздуха и насадки малого диаметра необходимы для получения малых доз.
 |
|
Рис. 1. Высокоточный дозатор UltimusTM V компании Nordson EFD
|
При работе с дозатором UltimusTM V первостепенной задачей является определение кривой изменения вязкости жидкости в течение срока жизни материала или в течение стандартного производственного цикла. Иногда эту информацию можно получить от производителя данной жидкости. Если же это невозможно, то этот график необходимо рассчитывать самостоятельно.
Давайте представим тестовый образец клея со сроком жизни после замешивания всего четыре часа. Вязкость этого материала остается стабильной в течение первых двух часов, а значит, размер капель будет оставаться неизменным, и никаких изменений в настройки дозатора вносить не нужно. Но в течение третьего часа материал начинает густеть, в течение первых 30 мин — медленно, а затем, в оставшееся время, быстрее. Необходимость изменения настроек дозатора появится после первых 30 мин третьего часа, затем через 15 мин и еще через 15 минут. В течение последнего, четвертого, часа работы придется изменять настройки примерно каждые 10 минут или даже чаще.
Размер капли, как правило, изменяется по одному из двух параметров: (1) за счет увеличения давления воздуха, чтобы приложить большее усилие для перемещения дозируемого материала через дозирующую насадку или (2) за счет увеличения продолжительности подачи сжатого воздуха на дозируемый материал. Большинство производителей предпочтут увеличить давление, а не время, только потому, что это позволит сохранить скорость работы производственной линии на должном уровне.
Для работы с изменяющейся вязкостью жидкостей в дозаторе UltimusTM V были предусмотрены 400 индивидуальных ячеек памяти. В каждой ячейке сохраняются данные относительно комбинации давления, времени дозирования, вакуума (используется для удержания жидких материалов в шприце между циклами дозирования) и особенностей рабочего цикла. Параметры рабочего цикла могут быть заданы как определенное число циклов дозирования или же как число в секундах, которое должно пройти в течение определенного интервала. Когда это число доз или секунд достигнуто, дозатор UltimusTM V автоматически переходит к следующей ячейке памяти и начинает использовать ее настройки, чтобы позволить дозировать очередную серию одинаковых доз. Жидкости, вязкость которых меняется быстрее, требуют использования большего числа ячеек памяти, чем жидкости, чья вязкость остается стабильной в течение более длительного времени.
Настройки дозатора и значения рабочего цикла вводятся либо при помощи дисплея и клавиатуры на передней панели дозатора UltimusTM V, либо при помощи фирменного программного обеспечения Nordson EFD для дозаторов UltimusTM V через ПК, ПЛК или иную систему управления, поддерживающую передачу данных по стандартному промышленному протоколу RS-232. После первого введения и сохранения данных они могут быть использованы в любой момент, когда пользователю вновь потребуется дозировать этот материал.
В настоящее время на производстве компании Terepac используется клей, залитый в шприцы Nordson EFD объемом 3 мл, с дозирующей насадкой Nordson EFD. Шприц с материалом соединяется с дозатором UltimusTM V посредством гибкого адаптера и крепится на рабочей оси многокоординатного робота, который соединяется с дозатором посредством кабеля RS-232.
Производственный процесс проходит без сбоев, и проблемы с техобслуживанием и простоями после применения дозатора тоже были решены. По признанию Д. Бисти, изменение вязкости жидкости было большой проблемой, но дозатор UltimusTM V обеспечил необходимую гибкость для юстировки времени дозирования и давления согласно кривой изменения вязкости для конкретного материала. В результате удалось достичь более стабильных результатов дозирования.
Более подробную информацию об использовании дозатора UltimusTM V можно получить в офисе компании Nordson EFD по электронной почте:
russia@nordsonefd.com или по телефону: +7 (495) 788-98-14.