Kaksikomponenttisten (2K) liimojen tai lämpöyhdistemateriaalien käyttö on yleistymässä erityisesti tehokkaiden sähköautoakkujen valmistuksessa. Lämpötilaherkkiä kennoja ei saa altistaa lämmölle kovettumista varten, joten useimmissa kokoonpanovaiheissa käytetään 2K-materiaaleja. Samaan aikaan akkumallit muuttuvat nopeasti, mikä tarkoittaa, että materiaalit ja prosessit kehittyvät jatkuvasti. Mitkä ovat tärkeimmät haasteet ja menestystekijät sovellusten suunnittelussa ja käyttöönotossa?
Monenlaiset prosessit – monenlaiset haasteet
Kaksikomponenttisissa sovelluksissa kovettumisprosessi tapahtuu kemiallisen reaktion avulla, kun materiaaleja sekoitetaan ja levitetään. Tämä tarkoittaa, että kahta eri komponenttia on siirrettävä, annosteltava, sekoitettava ja levitettävä tarkasti, jotta saavutetaan vaadittu käyttöikä ja laatu. Viskositeetit, sekoitussuhteet ja virtausnopeudet voivat vaihdella suuresti käyttökohteesta riippuen – pienistä tilavuuksista, joissa sekoitussuhteet ovat epätasaiset, kuten akkukennojen liimauksessa, suuriin tilavuuksiin tai palontorjuntasovelluksiin. Samalla materiaalit ovat usein hankaavia tai syövyttäviä, mikä rasittaa laitteistoa materiaalipumpusta suuttimeen asti.
Tyypilliset 2K-prosessit akkukokoonpanossa
- Kennojen liimaus
- Jäähdytysnauhojen liimaus
- Akkumoduulin liimaus
- Lämpörajapintasovellukset
- Palosuojapinnoitteet
- Yläkannen/kannen tiiviste
Annostelulaitteiston kokoonpano – avainasemassa on mukautuvuus
Annostelujärjestelmän suunnittelulle ei ole olemassa standardeja, vaan oikea kokoonpano on valittava yksittäisen prosessin mukaan. Annostelujärjestelmän mukautuvuus on ratkaisevan tärkeää. Laitteiston osalta on kiinnitettävä huomiota seuraaviin seikkoihin:
- Levitystekniikka: Sekoitussuhteet voivat vaihdella välillä 1:1–100:1. Varmista, että voit valita eri ruiskutuskonsepteista. Erilaisia sekoitusventtiilejä voidaan tarvita, esimerkiksi rinnakkaisruiskutus samanlaisille sekoitussuhteille ja keskusruiskutus epätasaisille sekoitussuhteille.
- Mittauslaitteet: Valitse suuren resoluution mittarit, joiden virtausalue on laaja, olipa kyseessä pieni tai suuri sovellus. Kahden mittarin erillinen, virtausohjattu säätö takaa materiaalin tarkan annostelun ja erittäin tarkan sekoittumisen eri viskositeeteista huolimatta.
- Materiaalinsyöttö: laaja pumppuvalikoima eri tynnyrikokoihin ja materiaaliominaisuuksiin (hankaavat, syövyttävät, täyteaineet jne.) on suuri etu, kun halutaan varmistaa luotettava kaksikomponenttisten materiaalien syöttö.
Sekoittimen vaihtaminen – kompastumisvaara
Kemiallinen reaktio alkaa heti, kun kaksi komponenttia ovat kosketuksissa toisiinsa sekoitusventtiilissä. Staattiset sekoittimet ovat kuluvia osia, ja ne on vaihdettava säännöllisesti, koska materiaali kovettuu niiden sisällä. Sekoittimen vaihtaminen on kuitenkin kriittinen vaihe, sillä se keskeyttää tuotannon ja voi aiheuttaa virheitä. Sekoittimilla on toleransseja, ja jos niitä ei ole asetettu oikein, se voi vaikuttaa levityslaatuun. Tuotannon tehokkuus, laatu ja käyttäjät hyötyvät laitteista, jotka helpottavat sekoittimen vaihtamista ilman työkaluja ja kompensoivat toleransseja.
Ohjelmisto – prosessi ja laatu hallinnassa
Tarkka ja tehokas laitteisto on vain puolet taistelusta. Kovettumisprosessi on avain levityksen laatuun, ja sitä on valvottava. Edistykselliset ja erityiset 2K-ohjelmistotoiminnot ovat ratkaisevan tärkeitä laadun ja sujuvan tuotantoprosessin varmistamiseksi. Tässä on muutamia esimerkkejä:
- Ohjelmisto voi hallita laitteiston huuhtelua ja ajastaa sen tuotantotaukojen aikana käyttöajan mukaan, jotta materiaali ei kovetu ei-toivotulla tavalla järjestelmän sisällä.
- Ohjelmisto voi helpottaa ja säätää yksilöllistä esipainetta, jolla liima levitetään osaan. Tämä on tärkeää oikean sekoitussuhteen varmistamiseksi materiaalin eri viskositeeteista huolimatta. Jos esipainetta ei ole säädetty oikein, seurauksena voi olla pehmeitä kohtia (viivästynyt kovettuminen tai ei lainkaan kovettumista) tai kovia kohtia (ennenaikainen kovettuminen) erityisesti liimapisaran alussa – ja kielteinen vaikutus levityslaatuun.
- Ohjelmisto voi tukea prosessin valvontaa: Pienimpienkin prosessipoikkeamien välitön havaitseminen auttaa varmistamaan laadun, säästämään materiaalia ja välttämään hävikkiä sarjatuotannossa. Hyödyllisiä työkaluja ovat esimerkiksi mittareita ja levittimiä valvova venttiili.
Pätevyys – Huippuosaamisen varmistava kumppani
Kaksikomponenttiset sovellukset ovat liimaus- ja annostelualan vaativimpia sovelluksia. Ne vaativat asiantuntemusta ja kokemusta. Maailmanlaajuisissa Innovation Center -keskuksissamme liitos- ja teknologia-asiantuntijamme toimivat yhdessä auto-, akku- ja materiaalivalmistajien kanssa. Suunnittelemme yhdessä liitosprosessin, sekoitussuhteet ja levitysmallit oikeiden auton tai akun osien avulla todellisissa tuotanto-olosuhteissa, jotta tuotanto käynnistyy sujuvasti. Näin testaamme uusia prosesseja, nopeutamme innovaatioita ja autamme asiakkaitamme ja kumppaneitamme saamaan kilpailuetua.