Dispensado perfecto de silicón de 2 componentes

Ciencia de los materiales y manipulación optimizada
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El silicón, especialmente el silicón de dos componentes se ha convertido en uno de los materiales de conexión más versátiles. Y se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones. Aunque muchos usuarios solo están familiarizados con los "selladores de silicón" comerciales estándar en plomería, el material tiene considerablemente más usos potenciales. Mientras tanto, el desarrollo continuo de silicones está abriendo nuevas aplicaciones en la industria para futuros métodos de producción. El desarrollo de nuevos productos y métodos de producción significa: Los usuarios se enfrentan constantemente a nuevos requisitos en términos de propiedades materiales de silicón.

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Una gran tarea para la tecnología de dosificado

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Sin embargo, la ampliación de las propiedades de los materiales también requiere el desarrollo de los sistemas de procesamiento. Seguir el ritmo de las nuevas aplicaciones en los procesos de producción. Esto se aplica tanto a los materiales de uno como a los de dos componentes. Debido a estos dos impulsores tecnológicos para las uniones químicas, este sector está experimentando actualmente un rápido desarrollo. Debido a sus versátiles propiedades materiales, los cauchos de silicón de dos componentes se utilizan cada vez con más frecuencia en aplicaciones industriales. Estos silicones son polisiloxanos de cadena larga, principalmente en forma de vertido a plástico. Se vulcanizan a un caucho elástico por adición o curado por condensación.  Sus características clave incluyen resistencia a altas temperaturas, buena densidad de difusión, alta resistencia química y conductividad térmica ajustable. Se utilizan principalmente en la industria automotriz y electrónica, pero también cada vez más en la industria farmacéutica y ortopédica.

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Un desarrollo de producto muy interesante se refiere a la silicona de dos componentes, en la que la dureza del material ("dureza Shore") en forma vulcanizada se puede variar en un cierto rango pequeño regulando la proporción de mezcla. Los usos de estas siliconas incluyen aplicaciones en tecnología médica. En la fabricación de prótesis, soportes de arco ortopédicos y almohadillas, este tipo de silicona permite establecer rangos de dureza ligeramente diferentes dentro de un producto.

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El sistema de dosificación utilizado debe garantizar un fácil ajuste de la relación de mezcla sincronizada con el perfil de dureza durante la aplicación del material. Implementar este control de la dureza del material de manera efectiva en un proceso de fabricación.

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Sistemas de bombeo aplicados para silicón de dos componentes

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En un sistema de dosificación con bombas de engranajes, las relaciones de mezcla se pueden ajustar mediante un cambio controlado por software en la velocidad de rotación de los engranajes, aunque esto requiere una ingeniería de control sofisticada. La cantidad de dosificación producida no tiene una relación lineal con el cambio de velocidad. Debido al comportamiento de reflujo de este sistema de bombeo. La cantidad real de suministro debe medirse con un medidor de volumen y retroalimentarse al sistema. Esto significa que las bombas dosificadoras ajustan el proceso de dosificación real después de un retraso. Estas variaciones en la dosificación se hacen mayores a medida que se reducen las cantidades de dosificación y aumenta la precisión de dosificación requerida.

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Debido al principio de entrega forzada volumétrica, se basan en sistemas de dosificación de pistón que no requieren ningún ajuste continúo sofisticado y operar con una complejidad de sistema reducida. Sin embargo, en los sistemas de bombas de pistón simples, el hecho de que cada variación en la relación de mezcla solo pueda lograrse mediante un ajuste del sistema del lado del hardware tiene un efecto limitante. La solución consiste en ajustar la carrera del pistón mediante topes mecánicos (barras) o mediante la sustitución completa del pistón dosificador.

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Sin embargo, estos ajustes de hardware requieren trabajos de modificación, costos de las piezas de repuesto y paradas significativas del sistema. Otra desventaja de los sistemas de dosificación de pistón es el tiempo de producción limitado. Causado por la necesidad de rellenar el volumen del pistón con el material, respectivamente el silicón de dos componentes. Este ciclo de dosificación y llenado del pistón requerido por el sistema significa: Solo es posible el suministro de material pulsado en lugar de continuo. El tiempo necesario para rellenar el pistón se prolonga a medida que el material se vuelve cada vez más viscoso.

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Implementación óptima gracias a las bombas con principio de pistón sin fin

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En términos de calidad y costo: Los mejores resultados para el uso de proporciones de mezcla variables se pueden lograr con sistemas de dosificación que proporcionan una alta precisión en las cantidades de componentes a aplicar. Sin mecanismos de control costosos, combinados con una configuración basada en software que ahorra tiempo y costos. El principio del pistón sin fin utilizado por ViscoTec ha demostrado ser una tecnología muy eficaz. Para un ajuste flexible y preciso de las proporciones de mezcla de dos componentes dentro de un ciclo de dosificación.

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Este método se basa en un principio de dosificación volumétrica que ofrece una precisión de dosificación excepcional incluso con viscosidad fluctuante del material. La interacción entre el rotor y el estator produce cámaras cerradas. Con volúmenes idénticos que además no cambian durante el proceso de dosificado. La geometría especial de dosificación de los dosificadores garantiza un flujo libre de pulsaciones. Es esencial para un control preciso de las proporciones de mezcla. El material se transporta desde la entrada hasta el lado de suministro de la bomba. Y sigue un flujo móvil uniforme y continuo en una dirección.

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Sistemas de dosificado para silicon de dos componentes

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Sobre la base de la configuración de los sistemas de dosificación de dos componentes, dos bombas dosificadoras están conectadas directamente a un cabezal mezclador. Uno al lado del otro en forma de V o de pie uno al lado del otro. El resultado es un cabezal mezclador optimizado para el espacio (primera imagen) con espacio muerto optimizado. Aquí, los componentes A y B de la silicona se alimentan al mezclador estático mediante dos canales separados. El diseño especial de la abertura de salida extiende el canal de alimentación separado para los componentes en el tubo de mezcla estático. Evita de forma fiable una reacción de curado directa en el propio cabezal de mezcla.

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Las imprecisiones de dosificación pueden eliminarse: Gracias a la combinación directa de las bombas dosificadoras en el cabezal de mezcla y al uso de distancias de dosificación cortas después de las salidas de la bomba. De lo contrario, esto puede ocurrir debido a perfiles de presión incontrolables en largas distancias de transporte. Las proporciones de mezcla especificadas se pueden lograr con excelente precisión utilizando la construcción del sistema descrita.

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Tecnología de bombas

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La tecnología de bomba de rotor helicoidal utilizada funciona según un estricto principio volumétrico. Cada revolución de la bomba siempre dosifica un volumen fijo y definido de material. Con una velocidad definida en revoluciones por unidad de tiempo que permite establecer una cantidad de entrega en ml por unidad de tiempo. Existe una correspondencia lineal entre la velocidad del dispensador y la cantidad de dosificado. Es decir, duplicar la velocidad da como resultado el doble del volumen de entrega sin demora. Esta precisión volumétrica se logra en los sistemas con una fiabilidad excepcional y sin pulsaciones, incluso con valores de viscosidad fluctuantes.

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En el sistema de dosificación de dos componentes descrito, la cantidad de suministro por canal depende de la proporción de mezcla requerida para la silicona de dos componentes. La velocidad del motor de los accionamientos del dispensador se controla mediante una señal analógica. La cantidad de suministro se proporciona en la salida de la bomba. En el volumen exacto requerido y directamente lineal a la señal de control analógica establecida. Debido a este principio de funcionamiento, el sistema proporciona la capacidad técnica de cambiar continuamente la cantidad de dosificado por unidad de tiempo. En cualquier punto del proceso de dosificación. Y permite utilizar perfiles de cantidad. Esto significa que las proporciones de mezcla variables para la entrega de materiales a utilizar. En función de la precisión de dosificación alcanzable del sistema, se logran cambios dinámicos en la relación de mezcla al aplicar material. Mediante el control variable de la cantidad de entrega individual para cada canal de material.

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Concepto de control

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El concepto de control para el sistema de dosificación de dos componentes proporciona dos interfaces. Las unidades de accionamiento se pueden accionar. Ya sea por rutas de señal externas desde un controlador de nivel superior en un sistema de automatización. O mediante el controlador de dosificación de dos componentes especialmente desarrollado por ViscoTec. En el controlador ViscoTec, todos los parámetros básicos para el proceso están preestablecidos y se realiza la calibración. Como la relación de mezcla, la velocidad de dosificado y la cantidad de dosificación.

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La función integrada de gestión de recetas permite predefinir, almacenar y activar diferentes proporciones de mezcla y, por lo tanto, propiedades del producto con solo unos pocos clics en el panel táctil. Además de ajustar estos parámetros básicos, como la cantidad de dosificación, la velocidad de dosificación y la proporción de mezcla, el controlador ViscoTec ofrece más: Una amplia gama de parámetros de proceso ajustables que respaldan la producción totalmente automática y garantizan una calidad de producto estable. El controlador de dosificación incluye una opción para especificar y controlar la entrada del dispensador y las presiones de dosificación. Si se superan los límites definidos por el usuario, aparece una indicación visual en la pantalla. Y se transmite una señal eléctrica a dispositivos externos.

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Funciones adicionales disponibles al dispensar silicón de dos componentes

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También están disponibles parámetros adicionales para especificar la vida útil del material y para ajustar el tiempo hasta la siguiente purga y un contador de purga. Si se ha dosificado al menos x veces el volumen de llenado del mezclador estático dentro de la vida útil establecida, el sistema genera un mensaje de error. Esto garantiza que no se utilice ningún material que ya esté reaccionando y evita el curado en el mezclador estático.

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El uso del parámetro de tiempo hasta la siguiente purga permite al controlador iniciar una purga antes de que haya transcurrido la vida útil. Al enviar una señal a un controlador externo, el sistema de manipulación puede moverse a una posición de eje definida para la purga. Se puede establecer un número máximo de purgas, es decir, un límite en el número de purgas a realizar. Por ejemplo, para evitar el consumo excesivo de material de silicón para las purgas durante una parada importante del sistema. Una vez que se ha alcanzado esta cantidad máxima, el controlador genera un mensaje de error. Y apoya al personal operativo en la gestión adecuada del sistema.

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Procesamiento uniforme y de alta calidad de silicón de dos componentes

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El principio de pistón sin fin de ViscoTec también se utiliza en sistemas de extracción y tratamiento de materiales, además de su uso en sistemas de dosificación de dos componentes. Las rutas de suministro de material para los sistemas de dos componentes se proporcionan mediante canales paralelos para los componentes A y B. Con la tecnología descrita aquí, ViscoTec puede garantizar un procesamiento uniforme y de alta calidad de las siliconas. A lo largo de todo el procedimiento, desde el vaciado del material hasta el propio proceso de dosificado.

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