Dispensering, även känd som limning, limapplicering, beläggning, försegling eller droppning, är en process där lim, olja eller andra vätskor appliceras, förseglas eller droppas på produkter för att tillhandahålla funktioner som limning, försegling, isolering, säkring, och jämna ytor. Denna process tillämpas i stor utsträckning och utgör en integrerad del av biltillverkningsprocesser.
Dispensering kan utföras manuellt eller med automatiserade robotar. Inom biltillverkning föredras i allmänhet automatiserad robotdispensering på grund av hög volym och hastighet, trots dess högre kostnader och betydande tekniska utmaningar. Automatisk dispensering förlitar sig vanligtvis på pneumatisk kontroll för att trycka ut lim inom förutbestämda tidsramar, vilket teoretiskt säkerställer konsekvent volym varje gång. Justering av lufttryck, timing och val av lämpliga nålmunstycken kan reglera volymen för varje doseringscykel. Däremot kan olika utmaningar uppstå under den faktiska produktionen, vilket utgör kritiska tekniska hinder.
Forskning identifierar flera faktorer som anses vara problematiska under dispensering:
- Konsekvent dispensering
- Exakthet vid dispensering
- Utrustningsunderhåll
- Ökad produktionstakt
- Slöseri med lim
- Operatörsutbildning
- Omarbete och reparationer
- Konsekvent dispensering
I småpartiproduktion är inkonsekvens en vanlig och utmanande fråga. Ungefär 44 % av de tillfrågade angav att på grund av produktion i små serier föredras manuella operationer ofta framför automatiserade robotar. Konsistens mellan varje arbetsstycke är den största utmaningen med manuella metoder på grund av personalförändringar som påverkar konsistensen.
Användningen av avancerad automatiserad utrustning lindrar dock något konsekvensproblem. Bland de svarande som använde luftdrivna bänkautomater, identifierade 37 % konsistens som en utmaning. För dem som använder pneumatiska ventilsystem angav 32 % konsekvens som en utmaning, medan endast 26 % av de tillfrågade som använde fördelningssystem med positiv förskjutning ansåg att det var en utmaning.
Även om förbättring av dispenseringsutrustning kan lösa konsistensproblem, kan det också göra framsteg att följa enkla riktlinjer, som att ta itu med luftbubblor. Att minimera luftbubblor i vätskor före dispensering är avgörande för korrekt dispensering.
Dispenseringsnoggrannhet
Dispenseringsnoggrannhet är ett annat vanligt problem. I likhet med konsistens identifierade 41 % av de svarande med manuell drift och 35 % av användare av pneumatiska dispenser att dispenseringsnoggrannheten var en utmaning.
När man använder pneumatiska ventilsystem, såsom membranventiler och nålventilsystem, är noggrannhetsproblemen mindre uttalade. Vissa tillverkare använder avancerade jetsystem, såsom elektroniska pneumatiska jetventiler och piezoelektriska jetventiler, för att avsevärt förbättra noggrannheten.
Framsteg inom pneumatiska dispenseringsmaskiner bidrar också till förbättrad noggrannhet. Mjukvaruförbättringar gör det möjligt för många maskiner att utföra flerpunktsdispensering, vilket ökar produktionshastigheterna.
Luftbubblor i lim påverkar också dispenseringsnoggrannheten. Att ta bort luft från vätskor före dispensering är nyckeln till korrekt dispensering.
Utrustningsunderhåll
Utrustningsunderhåll har alltid varit utmanande, med demontering, rengöring, smörjning och driftstopp. Till skillnad från ovanstående punkter ökar automatiserade dispenseringsmetoder svårigheten att underhålla utrustningen.
Under 2017 och 2018 fann 46 % respektive 45 % av de tillfrågade att underhåll av dispenseringssystem med positiv förskjutning var den största utmaningen.
Dessutom såg 39 % och 33 % av de tillfrågade under 2017 respektive 2018 underhåll av pneumatiska ventilsystem som en utmaning.
Dessutom fann 35 % av de tillfrågade under 2018 att underhåll av utrustning för pneumatiska jetventilsystem var särskilt svårt.
Jämfört med pneumatiska ventiler och jetventilsystem anser fler respondenter att dispenseringssystem med positiv förskjutning är mer problematiska på grund av deras mer komplexa komponenter, som kräver mer tid för demontering och rengöring. Emellertid ligger fördelen med system med positiv förskjutning i deras förmåga att tillhandahålla kontinuerlig, repeterbar dispensering oavsett vätskeviskositet eller förändringar över tiden.
De senaste framstegen inom dispenseringsteknik, inklusive pneumatiska ventiler och piezoelektriska jetventiler, minskar underhållstiden genom innovativ produktdesign. Snabbkopplingsklämmor integrerade i ventilkonstruktioner tillåter operatörer att snabbt ta bort vätska samtidigt som ventilen installeras i automationssystemet, vilket eliminerar behovet av demontering för rengöring och restaurering, vilket sparar en betydande mängd underhållstid. Faktum är att sömlös växling mellan flera vätskor kan uppnås med rätt förberedelse, vilket minimerar stilleståndstiden till bara några minuter.
Accelererar produktionstakten
För vissa komponentleverantörer är ökad produktionshastighet en högsta prioritet på grund av hög efterfrågan, vilket säkerställer att produkterna säljs så snart de produceras. Alla stillestånd är detsamma som förlust av intäkter. Under 2018 angav cirka 44 % av de tillfrågade att ökad produktionstakt var deras främsta utmaning. Bland de svarande som använder automationssystem på bänkskivor uttryckte 43 % ett akut behov av att öka produktionshastigheten.
Vanligtvis, när högre produktionsvolymer krävs, tillåter användning av bänkautomationssystem robotar att satsvisa ut vätskor, ersätta en-till-en-lägen och avsevärt öka produktionshastigheterna.
Respondenterna ansåg att produktionshastigheten var en smärtpunkt för automatiserade dispenseringssystem, möjligen på grund av att tillverkare avsiktligt designar robotrörelsehastigheter så att de inte överskrider säkerhetströskelvärdena, vilket undviker behovet av att innesluta dem i säkerhetsskyddssystem.
De senaste utmatningsrobotarna för bänkskivor är speciellt utformade för att förkorta utmatningscyklerna. Dessa nya robotar använder kulskruvsdrift istället för remdrift för snabbare och mer exakt positionering. Vissa modeller kan uppnå positionsrepeterbarhet på ±0.003 millimeter.
Slöseri och utbildning
Slutligen inkluderar anmärkningsvärda problem slöseri med lim, operatörsutbildning, omarbetning och skrot.
Även om slöseri med lim kan verka obetydligt, ackumuleras det över tiden, vilket leder till betydande kostnader. En vanlig metod för att minska limspillet är att använda dispenseringskomponenter för engångsbruk, såsom sprutcylindrar och kolvar, utformade för att förhindra limrester efter dispensering. Vissa delar är speciellt utformade för att minimera avfall. Kortare matningsledningar mellan vätskebehållare och utmatningsventiler kan också bidra till att minska avfallet. Användning av specialiserade utmatningsventiler kan också hjälpa till med optimal fördelning av lim, vilket minimerar slöseri.
Arbetarutbildning har alltid varit en utmaning i alla utrustnings- eller processtillämpningar, och dispensering är inget undantag, särskilt för komplexa jetsystem och bänkrobotar. Ett sätt att övervinna detta är att samarbeta med leverantörer av dispenseringsutrustning för att tillhandahålla personalutbildning under utrustningsförsörjning, testning och felsökning, generera dokumenterade parametrar under testning för att fungera som vägledning för operatörsutbildning. Mjukvaruuppgraderingar kan också avsevärt minska operatörsutbildningstiden. Vissa utrustningsleverantörer investerar mycket i att utveckla intuitiva mjukvarugränssnitt för att förenkla inställningar och programmering av dispenseringsrobotar, vilket minskar behovet av operatörsutbildning.
