Un sistema de dispensación de resina es una instalación técnica para procesar resina de colada con el fin de llenar, sellar, cubrir o remojar piezas técnicas, especialmente en el campo de la electricidad y la electrónica como transformadores , LCD y otros dispositivos de diversos tamaños.
Debido a la creciente miniaturización y a la introducción de la electrónica en nuevas áreas, los requisitos de calidad de las piezas aumentan y, por lo tanto, también debe aumentarse la calidad de la dispensación. Para obtener la calidad requerida, por un lado, el sistema de resina debe desarrollarse y optimizarse en consecuencia. Por otro lado, el sistema de dispensación de resina debe funcionar cada vez con mayor precisión para obtener la mejor dispensación. Debido a la presión de los costos en constante aumento, los dispositivos de fundición deben ser capaces de mejorar la calidad, al mismo tiempo que se vuelven más rápidos y más confiables.
En primer lugar, durante la dosificación, las piezas eléctricas y electrónicas deben estar aisladas de forma fiable y debe evitarse totalmente la penetración de humedad. Muy a menudo, es necesario evacuar correctamente el calor de la pieza, una característica que se puede mejorar con la elección de una resina adecuada, por ejemplo, epoxi, poliuretano o silicona.
En un sistema de dispensación se deben realizar los siguientes procesos:
Un buen sistema de dispensación de resina permite obtener piezas de fundición de alta calidad con el mismo alto estándar incluso durante series largas de producción en masa.
Varias propiedades de la mezcla de resina, con o sin material de relleno, de un componente o de dos componentes (resina + endurecedor), son cruciales para la calidad del producto:
Mediante una agitación constante se mantiene una distribución uniforme de los rellenos sin que se endurezcan.
El aire y la humedad se eliminan mediante la evacuación de los tanques de material.
La temperatura elevada se alcanza y se mantiene mediante un calentamiento controlado de los tanques, las líneas de alimentación de material, las bombas y los cabezales de dosificación. En mezclas de resinas complejas y rellenas, el acondicionamiento es especialmente crucial para la calidad del producto.
El tipo de bomba de alimentación que se debe utilizar depende principalmente de la viscosidad del material y de la abrasividad de los rellenos.
Para materiales de viscosidad baja a media:
Las bombas de engranajes no son aptas para materiales abrasivos.
Para materiales de alta viscosidad, las bombas de plato seguidor se conectan con una bomba de tornillo excéntrico o una bomba de pistón de cuchara. La dosificación se controla en función de la masa, el tiempo y el volumen para determinar la cantidad de resina dispensada.
El pesaje permite determinar con mucha precisión la cantidad, pero alarga el tiempo del ciclo. Además, una báscula dentro de una línea de producción puede ser bastante sensible a las averías y resultar difícil de utilizar en tableros llenos de piezas. Debido a estos problemas, este método rara vez se utiliza.
Obtener un volumen constante es, técnicamente, relativamente sencillo y, por lo tanto, los sistemas de medición que se basan en la dispensación de un volumen constante son especialmente simples y confiables.
Un método muy eficaz es el uso de cabezales dosificadores de pistón. La proporción de resina y endurecedor se puede determinar exactamente mediante la relación de la anchura de dos pistones separados, uno para resina y otro para endurecedor, donde ambos pistones se empujan simultáneamente. La cantidad se determina mediante un tope común, que limita la carrera de ambos pistones por igual.
El estado del arte (2009) permite medir volúmenes desde 0,01 mL hasta aproximadamente 250 mL, pudiendo incluso ser más.
Este método requiere que las bombas adecuadas proporcionen un flujo constante y preciso del material. El flujo del material se inicia mediante una válvula controlada y se detiene después de un tiempo determinado.
Este método es especialmente susceptible a fallas de medición, ya que el más mínimo cambio en la velocidad del flujo provoca diferentes cantidades de resina y/o endurecedor dispensados. Proporcionar un flujo absolutamente constante requiere una complejidad electrónica relativamente alta, pero proporciona una flexibilidad mucho mayor para ajustar las proporciones de endurecedor y resina.
En el caso de las resinas de dos componentes, es fundamental realizar una mezcla minuciosa para obtener una reacción uniforme entre la resina y el endurecedor en todo el material. Existen tres formas posibles de realizar la mezcla: [1] [2]
Los componentes se reúnen en un tubo mezclador de plástico. El tubo contiene paredes inmóviles para dividir y unir el material varias veces, mezclando así la resina y el endurecedor. El tubo mezclador no se limpia después de su uso, sino que se desecha.
Los componentes se reúnen en una cámara de mezcla, generalmente de acero inoxidable, y allí se mezclan de forma homogénea mediante una batidora rotatoria. Para optimizar la mezcla, la velocidad de rotación se puede controlar electrónicamente. La cámara de mezcla y la batidora deben limpiarse con un líquido limpiador especial antes de volver a utilizarse. Por lo general, esto se realiza de forma automática.
Un tubo mezclador fabricado de plástico contiene una hélice accionada por un motor externo. Este método rara vez se utiliza.
Para lograr una colada óptima, la pieza y la unidad dosificadora deben moverse una respecto de la otra. En principio, existen dos formas de hacerlo:
En muchas aplicaciones, la dosificación solo se puede realizar con éxito en vacío. Esto es especialmente cierto para piezas con un gran socavado , es decir, la inmersión de bobinas de transformación. En tales casos, la dosificación sin burbujas solo se puede obtener en vacío. Para este propósito, los sistemas de dosificación están equipados con cámaras de vacío. Para acortar los tiempos de ciclo, puede haber una esclusa de aire en la entrada y otra en la salida. En la dosificación al vacío, solo se pueden construir razonablemente sistemas en los que las piezas se mueven y el dosificador permanece en su lugar.
Para la producción en serie se pueden utilizar sistemas de dosificación con cabezales dosificadores múltiples. Actualmente (2006) existen sistemas en funcionamiento capaces de realizar hasta treinta operaciones de dosificación simultáneas.
La forma más sencilla de dosificar es verter una determinada cantidad de resina en un punto de una pieza que no se mueve. A estos sistemas tan sencillos se les denomina a veces sistemas de dosificación. Existen mesas de colada centrífugas. El molde se fija en esta mesa giratoria y, mientras se dosifica la mezcla de resina en el molde, la fuerza centrífuga garantiza un relleno sólido, limpio y sin burbujas. La pieza también es más resistente debido al endurecimiento por tensión. En algunos casos, las piezas son iguales a la dosificación por inyección a presión.
Mediante el uso de controles adecuados, se pueden realizar muchas variaciones de fundición. Por ejemplo, las presas se pueden fundir en diferentes formas. Las presas fundidas a partir de material tixotrópico de alta viscosidad se pueden rellenar con resina de baja viscosidad (presa y relleno). La velocidad de deposición de la resina se puede variar durante la fundición o la fundición se puede realizar en varias partes. Al mismo tiempo, la pieza puede ejecutar movimientos complejos. El uso de opciones adicionales de este tipo permite resolver problemas de fundición difíciles.
Un sistema de fundición puede combinarse con muchos pasos de producción diferentes dentro de una línea de producción, de modo que la fundición se convierte en una parte integral de la fabricación total de una pieza. Para satisfacer de la mejor manera posible los delicados requisitos de dosificación en todos los pasos de producción, los fabricantes más importantes también están activos en la automatización. El desarrollo más reciente en este ámbito es el diseño de una línea de producción a partir de módulos prefabricados, perfectamente adaptados y robóticos. [3] Esto acelera el desarrollo de soluciones individuales y reduce sus costos.
Cada vez más piezas se sellan mediante fundición, ya que esto acelera la producción y aumenta la vida útil y la funcionalidad de las piezas. Por otro lado, las piezas selladas no se pueden reparar.
Las unidades electrónicas, enchufadas a una placa, suelen estar selladas con resina para protegerlas de las influencias ambientales y de los daños mecánicos. En esos casos, la dispensación suele consistir simplemente en rellenar un formulario, un proceso relativamente sencillo.
Los diodos emisores de luz se fabrican en líneas totalmente automatizadas. Una parte de ello es la dosificación en plásticos transparentes. En este caso, los ciclos de trabajo cortos son de gran importancia para reducir el precio de las pequeñas luces. Este es un ejemplo de uso de varios cabezales de medición.
En los motores eléctricos y en los transformadores, son imprescindibles varias capas de bobinados de finos hilos de cobre. En la actualidad, suelen estar impregnados de resina para protegerlos de las influencias ambientales y mejorar el aislamiento entre ellos. Debido a la fina estructura del espacio entre los bobinados y a la gran cantidad de socavadura, la impregnación de dichos bobinados plantea las máximas exigencias al dispositivo dosificador utilizado.