Yapıştırma ve Sızdırmazlık için Hassas Dağıtım

Mike Bozzelli, Mühendislik Direktörü, Uygulamalı Akışkan Teknolojileri Bölümü, Graco Inc.

Bir ürünün' işlevselliği, bir parça içinde mükemmel bir yapıştırma veya sızdırmazlık oluşturmaya bağlı olabilir; ve bu yapıştırma ya da sızdırmazlık dağıtımında, mükemmel bir kordon uygulaması kesinlikle çok önemlidir. Kordon uygulaması kusurluysa, parça kusurlu olarak kabul edilir ve önemli maliyetlerle sonuçlanır. Mükemmel bir kordon uygulaması elde etmek, sıvıyı baştan sona kontrol etmekle ilgilidir. Sıvıyı kontrol etmede başarı, hangi tür kordon uygulaması dağıtımını istediğinizi belirlemek ve ardından uygulama için doğru dağıtım ekipmanını seçmekle başlar.

İlk adım, yapıştırma veya sızdırmazlık ihtiyacınızı belirlemektir.

Yapıştırma, parçanın ayrı kısımlarının ayrılmasını önlemek için iki öğenin birleştirilmesi veya sabitlenmesidir; sızdırmazlık, sıvılar gibi maddelerin kaçmasını veya bir parçaya girmesini önlemek için kullanılır. Birçok ürün türü yapıştırma ve sızdırmazlığa bel bağlar; her biri kordon uygulaması için farklı bir mühendislik özelliği gerektirecektir. Bu tür özellikler arasında kordon uygulaması profili ve gerekli kordon uygulaması yüksekliği ve genişliği bulunur.

Yapıştırma ve sızdırmazlık, 1 komponentli (1k) malzeme veya 2 komponentli (2k) malzeme kullanılarak yapılabilir. Genelde 1k malzemeler başka bir malzemeyle karıştırılmadan bir parçanın içine veya üzerine dağıtılır. Malzemeler sıcak tutkallar, silikonlar, üretanlar, epoksiler veya UV malzemeleri olabilir. Bunlar, solventler kullanılarak, ısıtılarak veya havadaki neme tepki vererek kürlenebilirler.

Tipik 1k uygulamalarına örnek olarak güneş paneli sızdırmazlığı, pencere tertibatı, otomotiv (üretan ön cam sızdırmazlık malzemeleri, arka lamba yapıştırma, kasalara ayna yapıştırma, kilitlenmeyen fren sistemi (ABS) plastik muhafazaları), hoparlör tertibatı yapıştırma ve filtre uç kapağı yapıştırma ve bağlantı yeri yalıtımı dahildir.

Kalıp kesimli contalar ve enjeksiyon kalıplı contalar, yıllardır standart bir tasarım uygulaması olmuştur. Bununla birlikte, kalıp kesimli contalar, büyük miktarda malzeme israfına neden olur. Çoğu durumda, üreticiler sadece ince bir conta elde etmek için neredeyse tüm malzeme tabakasını çöpe atarlar. Enjeksiyon kalıplı contalar malzeme israfı sorununu çözer, ancak kalıplar için önemli bir alet yatırımı gerektirir. Her iki yöntemin de, bir tasarım güncellemesi gerektiğinde değiştirmenin çok maliyetli olması gibi önemli bir dezavantajı vardır.

En temel seviyesinde, bir sızdırmazlık boncuğu, kalıp kesimli veya enjeksiyon kalıplı contaların dağıtımlı sıvı alternatifidir. İdeal olarak,' kıyaslandıklarında onları ayırt edemiyor olmanız gerekmektedir.  Kordon Uygulaması tüm kordon uygulaması boyunca tek tip olmalı ve tutarlı bir yükseklik, genişlik ve durometre (sertlik) içermelidir. 

Mükemmel bir kordon uygulamasında, herhangi bir noktada sert noktalar, yumuşak noktalar, ince noktalar veya kalın noktalar dahil, herhangi bir tutarsızlık olamaz. Bu, hepsi tek parça olduğu için kalıpla kesilmiş ve enjeksiyonla kalıplanmış parçaların olumlu yönlerinden biridir. Dağıtım yapılan bir kordon uygulaması sabit bir noktadan başlamalı, amaçlanan tüm yolu aynı yükseklik, genişlik ve şekilde katetmeli ve daha sonra başka bir sabit noktada bitmelidir ve genellikle bu aynı başlangıç noktasına denk gelir. Eğer 'iki komponentli bir malzeme kullanıyorsanız, nihai durometreyi etkilememek için tam olarak aynı oranda karıştırılmalıdır.  

Bir kordon uygulamasındaki kalın noktalar çeşitli yerlerden gelir, ancak çoğu zaman malzemenin basıncındaki artışın bir sonucudur. Bunun tersi, çoğunlukla basınçtaki azalmadan kaynaklanan ince noktalardır. Bir kordon uygulamasının başlangıcında kalın bir nokta varsa, gerçek bir yılana benzediği için bu genellikle "yılan başı" olarak anılır. Kordon uygulamasının diğer ucunda, malzemenin çapraz kesitinin önemli ölçüde azaldığı ve geride küçük bir malzeme dizisi bıraktığı bir "kuyruk” olması alışılmadık bir durum değildir.

Kusurlu bir kordon uygulaması, atılması veya düzeltilmesi gereken kusurlu bir parçaya neden olabilir. Yeniden çalışma ve ekstra malzeme maliyeti nedeniyle parça maliyeti, işçilik saatleri ve üretim kaybı gibi değişkenlerden dolayı  kusurlu kordon uygulamalarının mali sonuçları önemli olabilir. Kusurlu parça sahadaysa, bir garanti talebiyle sonuçlanabilir ve bir yükümlülük sorunu haline gelebilir. 

Bir sızdırmazlık kordon uygulamasından farklı olarak, yükseklik, genişlik ve durometre, bir yapıştırma kordon uygulaması için en önemli kritik özellikler değildir. Bunun nedeni, parçaların malzeme hala ıslakken (veya en azından bir şekilde hala esnekken) monte edilmesi ve hareket etmesidir. Bir yapıştırma kordon uygulamasıyla yerleştirme, doğru malzeme hacmi ve iki komponentli malzemeler söz konusu olduğunda uygun karışım oranları en önemli faktörlerdir. Yılan başı ve kuyruğu gibi şeyler çok önemli olsa da, montaj işlemi sırasında doğru şekilde yayılması için doğru miktarda malzemenin doğru yere yerleştirilmesi aslında daha önemlidir.

Çok az malzeme uygulanırsa boşluklar olacaktır. Çok fazla malzeme sürülürse malzemenin gerekmediği alanlarda sıkışacaktır. Yerleştirme, bu durumların her ikisine de önemli ölçüde katkıda bulunacaktır. İki komponentli malzemeler söz konusu olduğunda, malzemeler uygun oranda ve karışımda değilse, her şey makul görünse bile malzemeler düzgün bir şekilde yapışmaz.

Ne olursa olsun mükemmel kordon uygulamalarının anahtarı'sıvı kontrolüdür. Graco gibi servo tahrikli, pozitif deplasmanlı pompalar'PD44, 1053, 1093 ve PR70s valfleri ve makineleri, çoğu kordon uygulaması gereksinimini tutarlı bir şekilde sağlamak için mükemmel seçimlerdir.

Tasarım gereği, pozitif deplasmanlı valfler, sıcaklık ve viskozitedeki çok önemli iki değişkeni ortadan kaldırır. Çoğu malzeme, sıcaklık değiştikçe viskozite değiştirir. Tipik olarak, çoğu malzeme sıcaklık arttıkça incelir ve düşük sıcaklıklarda daha kalın olma eğilimindedir. Bu malzemeye sadece basınç uyguluyorsanız ve belirli bir süre için bir valfi açıp kapatmaya güveniyorsanız, bu muhtemelen üstesinden gelinmesi gereken önemli bir sorun haline gelecektir. 

Sabah, malzeme soğuk ve kalınken valfi açmak, beklediğinizden daha az malzeme elde etmenizi sağlayacaktır. Besleme basıncını ayarlayarak bunu telafi edebilirsiniz. Ancak günün ilerleyen saatlerinde tesis ısındığında, malzeme artık inceldiği ve sistem daha fazla malzeme bıraktığı için basıncın tekrar ayarlanması gerekir. Bu senaryo, proses kontrolü açısından istenmeyen operatör müdahalesi yaratır ve muhtemelen ıskarta veya yeniden işlenmesi gereken parçalarla sonuçlanır.

Malzeme miktarını kendisi yönetirken, daha önce bahsedilen yılan başı, kuyruk veya kordon uygulamasını bozacak basınç dalgalanmaları gibi şeyleri hesaba katmaz. Servo tahrikli, pozitif deplasmanlı valfler ve makineler, tüm bu değişkenlerle başa çıkmak için seçenekler sunar ve çoğu durumda bunları tamamen ortadan kaldırır. Servo tahrik sistemi, kordon uygulaması içindeki tüm olası kalın ve ince alanları ortadan kaldırarak en baştan kordon uygulamasının sonuna kadar malzemeye sabit kuvvet ve dolayısıyla sabit basınç sağlar.

Pozitif deplasmanlı valf tasarımı, her seferinde aynı hacimde malzeme içerdiği anlamına gelir, bu nedenle her seferinde aynı miktarda malzeme bırakır. Bu,  malzemeler gün boyunca inceldikçe veya kalınlaştıkça, dağıtım yapılan malzeme miktarının her zaman aynı kaldığı anlamına gelir. Bu iki tasarım öğesinin birbirine bağlanması, kullanıcıya kordon uygulamasının başından sonuna kadar sıvı üzerinde tam kontrol sağlar.

Sonraki makalelerde, en zor malzemelerle bile mükemmel kordon uygulamaları yerleştirmek için bu sıvı teknolojilerini robotik kollar ve XYZ Platformları gibi hareket ekipmanlarıyla eşleştirmeye yönelik ipuçları ve öneriler sunacağız.