Un sistema de dosificación de resina es una instalación técnica para procesar resina de fundición 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 al avance de la miniaturización y la introducción de la electrónica en nuevos ámbitos, aumentan los requisitos de calidad de las piezas y, por tanto, también es necesario aumentar la calidad de la dosificación. Para obtener la calidad requerida, por un lado, el sistema de resina debe desarrollarse y optimizarse en consecuencia. Por otro lado, el sistema de dosificación de resina tiene que funcionar cada vez con mayor precisión para obtener la mejor dosificación. Debido a la creciente presión de los costes, los dispositivos de fundición deben ser capaces de ofrecer una mayor calidad y, al mismo tiempo, ser más rápidos y fiables.
En primer lugar, durante la dosificación se deben aislar de forma segura las piezas eléctricas y electrónicas y se debe excluir por completo la penetración de humedad. Muy a menudo el calor tiene que ser conducido correctamente fuera de la pieza, un atributo que puede mejorarse eligiendo 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 proporciona una fundición de alta calidad con el mismo alto nivel incluso durante largas series de producción en masa.
Varias propiedades de la mezcla de resina, con o sin material de aportación, de uno o dos componentes (resina + endurecedor), son cruciales para la calidad del producto:
La distribución uniforme de las cargas sin fraguado se mantiene mediante agitación continua.
El aire y la humedad se eliminan mediante la evacuación de los depósitos de material.
La temperatura elevada se alcanza y se mantiene mediante el calentamiento completamente controlado de los tanques, las líneas de alimentación de material, las bombas y los cabezales dosificadores. En mezclas de resinas complejas y rellenas, el acondicionamiento es especialmente crucial para la calidad del producto.
El tipo de bomba de alimentación a utilizar depende principalmente de la viscosidad del material y de la abrasividad de las cargas.
Para materiales de viscosidad baja a media:
Las bombas de engranajes no son aptas para materiales abrasivos.
Para materiales muy viscosos, las bombas de plato seguidor se conectan con una bomba de tornillo excéntrico o una bomba de pistón de pala. La dosificación se controla por masa, tiempo y volumen para determinar la cantidad de resina dispensada.
El pesaje proporciona una determinación muy exacta de la cantidad, pero alarga el tiempo del ciclo. Además, una báscula dentro de una línea de producción puede ser bastante sensible al mal funcionamiento y difícil de usar en tableros llenos de muchas piezas. Debido a estos problemas, este método rara vez se utiliza.
Obtener un volumen constante es, técnicamente, relativamente simple y, por lo tanto, los sistemas de dosificación que dependen de la dosificación de volumen constante son especialmente simples y confiables.
Una muy buena opción es utilizar cabezales dosificadores de pistón. La proporción de resina a endurecedor se puede determinar exactamente por la proporción del ancho de dos pistones separados, uno para resina y otro para endurecedor, donde ambos pistones se empujan simultáneamente. La cantidad está determinada por un tope común, que limita la carrera de ambos pistones por igual.
Lo último en tecnología (2009) es medir volúmenes desde 0,01 ml hasta aproximadamente 250 ml, o incluso más.
Este método exige que las bombas adecuadas proporcionen un flujo de material exactamente constante. El flujo de material se inicia mediante una válvula controlada y se detiene después de un cierto tiempo.
Este método es especialmente susceptible a fallas de dosificación, porque el más mínimo cambio en la velocidad del flujo provoca diferentes cantidades de resina y/o endurecedor dosificados. Proporcionar un flujo absolutamente constante requiere una complejidad electrónica relativamente alta, pero proporciona mucha mayor flexibilidad para ajustar las proporciones de endurecedor a resina.
En las resinas de dos componentes, es fundamental mezclar bien para obtener una reacción igual entre la resina y el endurecedor en todo el material. Hay tres formas posibles de mezclar: [1] [2]
Los componentes se reúnen en un tubo mezclador de plástico. El tubo contiene paredes inmóviles para dividir y juntar el material varias veces, mezclando mediante este proceso resina y endurecedor. El tubo de mezcla no se limpia después de su uso, sino que se desecha.
Los componentes se reúnen en una cámara de mezcla, normalmente de acero inoxidable, y allí se mezclan de forma homogénea mediante un mezclador giratorio. Para optimizar la mezcla, la velocidad de rotación se puede controlar electrónicamente. La cámara de mezcla y la licuadora deben limpiarse con un líquido de limpieza especial para poder volver a utilizarse. Normalmente esto sucede automáticamente.
Un tubo mezclador fabricado de plástico contiene una hélice impulsada por un motor externo. Este método rara vez se utiliza.
Para lograr una mejor fundición, la pieza y la unidad dispensadora deben moverse entre sí. En principio hay dos formas:
Para muchas aplicaciones, la dosificación sólo se puede realizar correctamente al vacío. Esto es especialmente cierto para piezas con un gran corte , es decir, remojo de bobinas de transformación. En tales casos, la dispensación sin burbujas sólo se puede obtener al vacío. Para ello, los sistemas dosificadores están equipados con cámaras de vacío. Para acortar los tiempos de ciclo se puede disponer de una esclusa de aire en la entrada y otra en la salida. En el caso de la dispensación al vacío, sólo se pueden construir razonablemente sistemas en los que las piezas se muevan y el dispensador permanezca en su lugar.
Para la producción en serie se pueden utilizar sistemas de dosificación con cabezales dosificadores múltiples. En la actualidad (2006) existen sistemas en funcionamiento capaces de realizar hasta treinta actos de dispensación simultáneamente.
La forma más sencilla de dispensar es verter una cierta cantidad de resina en un punto de una parte que no se mueve. Estos sistemas simples a veces se denominan sistemas de medición. Hay disponibles mesas de fundición centrífugas. El molde se fija en esta mesa giratoria y mientras la mezcla de resina se dispensa en el molde, la fuerza centrífuga garantiza un llenado sólido, limpio y sin burbujas. La pieza también es más fuerte debido al endurecimiento por tensión. En algunos casos, las piezas son iguales a la dispensación por inyección a presión.
Al utilizar controles adecuados, se encuentran disponibles muchas variaciones de fundición. Por ejemplo, las presas se pueden construir de diferentes formas. Fabricados con material tixotrópico altamente viscoso , los diques se pueden llenar con resina de baja viscosidad (dique y relleno). La velocidad de deposición de la resina se puede variar durante la fundición o la fundición se puede realizar en varias porciones. 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 se puede combinar con muchos pasos de producción diferentes dentro de una línea de producción. Así, la fundición se convierte en una parte integrada de toda la fabricación de una pieza. Para satisfacer de la mejor manera las delicadas exigencias de la dosificación en todos los pasos de la producción, los fabricantes más importantes también participan activamente en la automatización. El último avance en este ámbito es el diseño de una línea de producción a partir de módulos prefabricados y robótica perfectamente adaptados. [3] Esto acelera el desarrollo de soluciones individuales y reduce sus costes.
Cada vez más piezas se sellan mediante fundición, porque 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 conectadas a una placa suelen estar selladas con resina para protegerlas de las influencias ambientales y de daños mecánicos. En esos casos, la dispensación suele implicar simplemente rellenar un formulario, un proceso relativamente sencillo.
Los diodos emisores de luz se producen en líneas totalmente automatizadas. Parte de ello es la dispensación en plásticos transparentes. Aquí los ciclos de funcionamiento cortos son de gran importancia para abaratar el precio de las lucecitas. Este es un ejemplo del uso de múltiples cabezales dosificadores.
En motores eléctricos y transformadores, son esenciales múltiples capas de devanados de alambre de cobre fino. Hoy en día se suelen empapar en resina para protegerlos de las influencias ambientales y mejorar el aislamiento entre sí. Debido a la fina estructura del espacio entre los devanados y debido a la gran socavación, el remojo de tales devanados impone exigencias extremas al dispositivo dispensador utilizado.