シーラントおよび接着剤用途の空気圧ディスペンス システムをセットアップする方法

空気圧ディスペンス システムは、自動車、航空宇宙、エレクトロニクス製造、建設業界における正確なシーラントと接着剤の塗布の根幹です。手動塗布方法とは異なり、空気圧ディスペンスでは、製品の品質と生産効率に不可欠な、一貫したビーズ サイズ、制御された流量、再現可能な配置が実現します。自動車のフロントガラスにシリコーン シーラントを塗布する場合でも、航空宇宙産業の組み立てで構造用接着剤を塗布する場合でも、電子回路にポッティング コンパウンドを塗布する場合でも、適切に構成された空気圧塗布システムにより、信頼性の高い結果が保証されます。

このガイドでは、コアコンポーネントの理解から、特定の材料やプロセス要件に合わせた適切なパラメータの選択まで、シーラントおよび接着剤用途の空気圧ディスペンスシステムの設定に関するあらゆる側面を説明します。この記事を読み終えるまでに、ディスペンス システムの構成、校正、トラブルシューティングを行うための明確なステップバイステップのフレームワークが得られるでしょう。-

空気圧ディスペンスシステムとは

空気圧ディスペンス システムは、圧縮空気を使用して材料をリザーバからディスペンス バルブを通ってノズルから基板上に送り出します。このシステムは、材料がいつ分配されるか (ショットまたはビード)、および適用される材料の量 (体積またはビードのサイズ) を正確に制御し、すべて空気圧とタイミング制御によって制御されます。

空気圧ディスペンスには、他のディスペンス方法に比べていくつかの利点があります。

• 精度と再現性:デジタルタイマーと圧力調整器により、各ディスペンスサイクルで同じ量の材料が確実に供給され、部品間のばらつきが最小限に抑えられます。
• スピード：空圧システムは制御信号に迅速に応答し、ショット間の滞留時間を最小限に抑えた高速生産サイクルを可能にします。{0}
• 材料の多用途性:圧力とタイミングを調整することで、単一の空気圧システムで、低粘度のシアノアクリレートから高粘度の構造用エポキシまで、幅広いシーラントや接着剤を処理できます。{0}{1}
• 安全性：圧縮空気は本質的にクリーンで不燃性であるため、空気圧によるディスペンスは電動機器が発火の危険を引き起こす可能性がある環境に適しています。{0}
• 費用対効果:-空圧システムは機械式ディスペンサーよりも可動部品が少ないため、メンテナンスコストとダウンタイムが削減されます。

これらの特性により、空気圧ディスペンスは、大量生産の自動生産ラインと、オペレータがディスペンス ノズルを手動で配置する半自動ワークステーションの両方で推奨されるテクノロジーとなっています。{0}{1}{1}

シーラント塗布セットアップのコンポーネント

完全な空気圧ディスペンス システムは、いくつかの統合コンポーネントで構成されており、それぞれがマテリアル ハンドリング、流量制御、塗布精度において特定の役割を果たします。各コンポーネントの機能を理解することは、システムを適切にセットアップして最適化するために不可欠です。

エアモーターまたは空気圧アクチュエーター

エアモーターまたは空気圧アクチュエーターは、ディスペンスシステム内で材料を駆動する動力源として機能します。一般的なセットアップでは、エアモーターが材料リザーバーを加圧するか、ディスペンスバルブ機構を作動させます。高粘度のシーラントの場合、安定した材料の流れを維持し、ビード サイズのばらつきを引き起こす圧力低下を防ぐために、十分なトルクを備えたエア モーターが必要です。エアモーターは、利用可能な圧縮空気供給圧力に適合させる必要があります。この圧力は、産業施設では通常 2 ～ 7 bar (30 ～ 100 psi) の範囲です。

ディスペンスバルブ

ディスペンスバルブは、材料を放出する正確な瞬間と持続時間を制御します。いくつかのバルブ タイプが用意されており、それぞれが異なる材料や用途の要件に適しています。

• スナッフ-バックバルブ:シリコーンシーラントなどの糸引きのある素材におすすめです。バルブ機構は各ショットの終わりにわずかに後退し、材料の尾部を破って糸引きを防ぎます。
• スプールバルブ:中粘度の接着剤や汎用の塗布に適しています。-素早い応答とショットごとの一貫した再現性を実現します。-
• ニードルバルブ：電子機器のポッティングやボンディングで一般的に使用される、低粘度の材料や小さなドットの塗布を細かく制御できます。{0}
• ダイヤフラムバルブ:他のタイプのバルブを損傷する可能性のある研磨性または腐食性の材料に最適です。ダイヤフラムは接液部をアクチュエータ機構から隔離します。

液体リザーバー

流体リザーバーはシーラントまたは接着剤を保持し、それをディスペンスバルブに送ります。リザーバーのタイプには次のものがあります。

• 圧力タンクとカートリッジ:中-から高-粘度の材料に適しています。密閉された圧力容器が材料に圧縮空気を直接適用し、材料を分注ラインに押し込みます。カートリッジ システムは、事前にパッケージ化された材料に便利で、材料の交換が簡単です。-
• ドラム缶またはペール缶のフォロワープレート:大容量アプリケーションに使用されます。-ドラムまたはペール缶内の材料の上に従動プレートが設置され、圧縮空気によってプレートが下方に駆動され、材料に常に正の圧力が維持されます。
• シリンジバレル:特に電子機器や医療機器の組み立てにおいて、少量の精密塗布に使用されます。{0}シリンジバレルは使い捨てで、材料変更時の相互汚染を排除します。-

制御システム

制御システムは、空気圧、バルブ作動、吐出タイミング間の調整を管理します。主要な制御要素は次のとおりです。

• 精密圧力レギュレーター:材料リザーバーに適用される空気圧を設定し、流量とビード サイズを直接制御します。
• デジタルタイマーコントローラー:ディスペンスバルブの開いている時間を制御し、ショット量またはビードの長さを決定します。高度なコントローラは、プログラム可能なショット プロファイル、複数ステップの塗布シーケンス、PLC との I/O 統合を提供します。-
• フットペダルまたはロボットインターフェース:各ディスペンスサイクルを開始するためのトリガー信号をオペレーターまたは自動システムに提供します。

-ステップごとの-セットアップ ガイド

シーラントまたは接着剤を塗布するために空気圧ディスペンス システムを設定するには、次の手順に従います。

ステップ 1: 圧縮空気供給の準備

圧縮空気の供給が清潔で乾燥していて、調整されていることを確認してください。エア モーターまたはバルブに潤滑が必要な場合は、フィルタ-レギュレータ-ルブリケータ (FRL) ユニットを取り付けます。供給圧力は機器メーカーが指定する推奨使用範囲に設定してください。連続吐出サイクル中に安定した圧力を維持するために、空気供給が十分な流量 (CFM または L/min) を供給していることを確認します。

ステップ 2: ディスペンスバルブとノズルを取り付ける

用途に応じて適切な高さと角度でディスペンスバルブを固定具、ブラケット、またはロボットアームに固定します。希望のビード幅と材料の粘度に適合するノズル サイズを選択してください。ノズル直径が小さいと、より細かいビーズが生成されますが、より高い圧力が必要となり、厚い材料では詰まりやすい可能性があります。ノズルを取り付け、空気や材料の漏れを防ぐためにすべてのフィッティングを締めます。

ステップ 3: マテリアルをロードする

材料メーカーの指示に従って、リザーバーにシーラントまたは接着剤を充填します。 2 つの成分の材料については、装填前に適切な混合比と徹底的な均質化を確認してください。-空気が閉じ込められるとディスペンスが不均一になり、塗布されたビーズにボイドが発生する可能性があるため、充填プロセス中に気泡が入らないようにしてください。

ステップ 4: 流体ラインを接続する

リザーバー出口とディスペンスバルブ入口の間に液体ライン (ホースまたはチューブ) を取り付けます。圧力降下と材料の沈下を最小限に抑えるために、可能な限り短いラインの長さを使用してください。すべての接続が安全であること、およびラインがシステムの最大動作圧力に対応していることを確認してください。

ステップ 5: 空気圧を設定する

低圧力設定 (例: 1 bar / 15 psi) から始めて、希望の流量とビーズの粘稠度が達成されるまで徐々に圧力を上げてください。材料の種類に基づいた推奨開始圧力については、次のセクションのシーラントの粘度と塗布パラメータの表を参照してください。

ステップ 6: ディスペンスタイマーを校正する

ディスペンスタイマーを短い時間 (0.1 秒など) に設定し、テスト表面またはスクラップ材料上にディスペンスします。精密スケールを使用して塗布されたショットの重量を量るか、ノギスでビードの長さを測定します。吐出量またはビードの長さが仕様と一致するまで、タイマー設定を調整します。キャリブレーションを少なくとも 3 回繰り返して、一貫性を確認します。

ステップ 7: 微調整と検証-

生産速度で数回の塗布サイクルを実行し、結果の一貫性、位置決め精度、およびビードの品質を検査します。尾引き、糸引き、気泡、不完全な充填などの問題がないか確認します。必要に応じて、圧力、タイマー設定、またはノズルの選択を調整します。満足のいく結果が得られたら、将来の参照およびプロセスの標準化のためにすべての設定を記録します。

シーラントの粘度と塗布パラメータ

シーラントまたは接着剤の粘度は、適切な塗布パラメータを決定する主な要素です。以下の表は、一般的なシーラントの種類に関する一般的なガイダンスを示しています。特定の推奨事項を必ず材料サプライヤーに確認してください。

これらの値は開始点として機能します。実際の動作パラメータは、温度、ノズルの形状、ラインの長さ、および特定の材料配合によって異なる場合があります。最適な結果を得るために、常にテスト塗布を実行し、パラメータを段階的に調整してください。

一般的な調剤の問題と解決策

システムが適切に構成されている場合でも、材料の変化、環境条件、または時間の経過による摩耗によって、ディスペンスの問題が発生する可能性があります。以下に、最も一般的な問題とその解決策を示します。

テーリングまたはストリング

原因：バルブが閉じたときに材料がノズルできれいに壊れず、ノズルと適用されたビードを接続する細い材料の糸が生じます。

解決：各ショットの終わりにノズルをわずかに引っ込めるスナッフ バック バルブを使用します。{0}塗布圧力を若干下げるか、ノズル径を大きくするか、破断強度の高い材料を選択してください。非常に糸引きのある素材の場合は、ノズルの先端に離型剤を塗布すると効果がある場合があります。

一貫性のないビードサイズ

原因：空気圧、材料温度、またはリザーバー充填レベルの変動により、吐出サイクル間の流量に変動が生じます。

解決：ゲージ付きの精密圧力調整器を設置し、運転中の圧力が安定していることを確認してください。加熱されたリザーバーまたは温度制御された環境を使用して、材料の温度を一定に維持します。-材料が枯渇するときの圧力変動を防ぐために、リザーバーを最小レベル以上に満たした状態に保ちます。

詰まりまたは部分的な詰まり

原因：材料の粘度がノズル サイズに対して高すぎるか、流体ラインに異物が侵入しました。

解決：ノズル径を大きくするか、材料温度を上げて粘度を下げてください。リザーバーとディスペンスバルブの間にインラインフィルターを取り付けます。-詰まりが続く場合は、システムを完全にパージして清掃してください。

塗布したビーズ内の気泡

原因：材料リザーバーまたは流体ライン内に混入した空気が材料と一緒にディスペンスされます。

解決：充填後に材料を脱気するか、分注前に真空脱気チャンバーを使用してください。リザーバーが飛び散ることなくゆっくりと充填されていることを確認してください。流体ライン接続部に空気漏れがないか確認してください。

滴下またはにじみ

原因：ディスペンスバルブが完全に閉じていないため、サイクルの間に材料がノズルから漏れ出す可能性があります。

解決：バルブシートとニードルを清掃または交換します。バルブ機構内に摩耗したシールやゴミがないか確認してください。バルブの作動圧力がメーカー指定の範囲内であることを確認してください。ダイヤフラムバルブを使用している場合は、ダイヤフラムに亀裂や摩耗がないか検査してください。

よくある質問

シリコーンシーラントを塗布するのに最適な空気圧はどれくらいですか?

粘度が 5,000 ～ 30,000 cPs のほとんどの汎用シリコーン RTV シーラントの場合、開始圧力は 2 ～ 4 bar（30 ～ 60 psi）が推奨されます。-この範囲の下限から始めて、目的のビーズ サイズと流量が達成されるまで徐々に増加させます。圧力が高くなると、材料の流れが過剰になり、ビード形状の制御が困難になる場合があります。

1 つのディスペンス システムで複数の種類のシーラントを処理できますか?

はい。ただし、二次汚染を防ぐために、材料を交換する間にシステムを徹底的に洗浄する必要があります。-一部の材料は化学的に不適合であり、流体ラインまたはバルブに残留痕跡が残ると反応する可能性があります。材料を頻繁に交換する必要があるアプリケーションの場合は、使い捨てのシリンジバレルとチューブ、または材料ファミリごとに専用の分注システムの使用を検討してください。

ディスペンスシステム内でシーラントが硬化するのを防ぐにはどうすればよいですか?

生産サイクルに適したポットライフを持​​つ材料を選択してください。各シフトまたは生産稼働の終了時に、互換性のある溶剤または洗浄剤でシステムを洗い流してください。シリコーンやポリウレタンなどの湿気で硬化する材料の場合は、流体ライン内での早期硬化を防ぐために乾燥空気の供給を使用してください。一部のディスペンス システムでは、バルブとノズルから残留材料を自動的に除去するパージ サイクルを備えています。

ビード幅が 3 mm の場合、どのノズル サイズを使用すればよいですか?

一般に、目的のビード幅の約 60 ～ 80% のノズル直径を選択します。 3 mm のビーズの場合、ノズル直径 2.0 ～ 2.5 mm が適切な開始点です。正確なサイズは、材料の粘度、塗布圧力、および基材の特性によって異なります。スクラップ材料でさまざまなノズル サイズをテストし、用途に最適なサイズを見つけます。

高粘度の接着剤には加熱ディスペンス システムが必要ですか?{0}}

非常に高粘度の材料（100,000 cPs 以上）の場合、粘度を必要としない範囲まで下げるために加熱が必要になることがよくあります。{0}加熱されたリザーバー、流体ライン、およびノズルにより、分注プロセス全体を通じて材料が高温に維持されます。シーラントや接着剤の特性の劣化を避けるために、材料メーカーの推奨温度に従ってください。

結論

シーラントや接着剤の用途に空気圧ディスペンス システムをセットアップするには、コンポーネントの選択、材料特性、プロセス パラメーターに細心の注意を払う必要があります。各システム コンポーネントの役割を理解し、構造化されたセットアップ手順に従い、特定の材料に正しい圧力とタイミング設定を適用することで、生産要件を満たす一貫した高品質の塗布結果を達成できます。{1}

信頼性の高い空気圧ディスペンシング ソリューションと高精度の空気圧コンポーネントを求めるメーカーにとって、昆山デス-バルブ精密機械有限公司 (DSV)は、15 年以上の業界経験に裏打ちされた幅広い製品を提供しています。としてISO 9001:2015認定メーカーである DSV は、要求の厳しい産業用途向けに設計されたエアモーター、空圧アクチュエーター、ディスペンス システム コンポーネントを提供しています。ディスペンス設定に標準のエアモーターが必要な場合でも、特殊なプロセス向けにカスタム設計の空圧ソリューションが必要な場合でも、DSV は提供できる技術的専門知識と製造能力を備えています。{1}

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