Pogodziliśmy trzy elementy nie do pogodzenia: ekologię, niższe koszty i silniejsze właściwości adhezyjne w skali przemysłowej

Niedawno nawiązana współpraca Tantec z amerykańską firmą Reliabotics utorowała drogę do udoskonalenia procesu adhezji przemysłowej. Proces ten jest nie tylko tańszy niż tradycyjnie, ale także gwarantuje większą przyczepność przy jednoczesnym mniejszym wpływie na środowisko.

Dzięki połączeniu specjalistycznej wiedzy firmy Reliabotics w zakresie oczyszczania węgla z naszą technologią plazmową i koronową rozwiązanie to może zapewnić doskonałe właściwości adhezyjne bez stosowania silniejszych substancji chemicznych ani wprowadzania bardziej skomplikowanych procesów. W rzeczywistości to wspólne przedsięwzięcie umożliwia zastosowanie w pełni zautomatyzowanych procesów przygotowania i adhezji bez konieczności interwencji człowieka.

Proces ten zapewnia lepszą przyczepność wyższej jakości — a więc element, który może wydawać się banalny, biorąc pod uwagę tylko tanie produkty konsumenckie. Jednakże, myśląc o oznaczeniach na sztucznym biodrze, miarce na strzykawce medycznej, a nawet o farbie i powłokach na samochodzie, siła przyczepności nagle staje się bardzo ważna.

W tym artykule przedstawimy niezbędny proces przygotowania, który musi się odbyć przed faktycznym klejeniem. Przygotowanie, jak zaraz wyjaśnimy, jest warunkiem wstępnym działania jakiegokolwiek kleju, bez względu na materiał.

Lepsze czyszczenie oznacza lepsze właściwości adhezyjne

Przyklejenie czegoś na tłustej powierzchni może być trudne, a nawet niemożliwe. Aby klej działał prawidłowo i przy zachowaniu najwyższej możliwej mocy adhezyjnej, daną część przed jego nałożeniem należy dokładnie wyczyścić.

Nawet jeśli dana część wygląda na czystą i taką się wydaje po jej dotknięciu, na poziomie mikro- i nano-poziomu na jej powierzchni odkryjemy olej, tłuszcz i kurz z fabryki — wszystko to zmniejszy właściwości adhezyjne części, a tym samym oznacza ryzyko obniżenia jej jakości.

Na poziomie mikro każda powierzchnia (bez względu na to, jak gładka) składa się z miniaturowych wybrzuszeń i otworów, które przyciągają i wychwytują cząstki smaru i pyłu, utrudniając przyklejaniu się do niej kleju.

Aby dokładnie oczyścić powierzchnię, należy rozpuścić smar i olej, a także usunąć cząstki pyłu z mikroskopijnych otworów.

Tantec plasmaTEC-X

Kiedy tradycyjne metody czyszczenia zawodzą

Mimo że chusteczki nasączone alkoholem mogą rozpuścić pewną część smaru, a czyszczenie chemiczne może usunąć większość kurzu i tłuszczu, nowe badania wykazały, że czyszczenie węglowe (znane również jako czyszczenie suchym lodem) jest zdecydowanie lepszą metodą czyszczenia części. Czyszczenie węglowe „wymiata” cząstki pyłu, powoduje rozpuszczenie smaru i jest w stanie oczyścić nawet najmniejsze szczeliny na powierzchni.

Tradycyjnie czyszczenie suchym lodem było dotychczas zarezerwowane dla większych i trwalszych części. Technologia ta polegała na zmiażdżeniu palet zamrożonego dwutlenku węgla w kule wielkości cząstek i strzelaniu nimi z dużą prędkością na powierzchnię, która miała być wyczyszczona.

Jednak ta metoda wymaga ręcznego ładowania palet i stałego nadzoru człowieka. Ponadto tradycyjne czyszczenie suchym lodem jest metodą ostrą, a cecha ta czyni je bezużytecznym podczas czyszczenia materiałów takich jak szkło, kruche tworzywo sztuczne lub delikatne części elektroniczne.

Rozwiązanie problemu związanego z suchym lodem

Wraz z wprowadzeniem nowej metody czyszczenia za pomocą suchego lodu przez Reliabotics wszystkie te wady można wyeliminować.

Dowożenie zamrożonych palet zastępuje się nieskomplikowaną dostawą CO2 w postaci ciekłej lub gazowej. Na potrzeby czyszczenia na dużą skalę obok zbiorników azotu i tlenu na zewnątrz budynku fabrycznego można zainstalować zbiornik CO2. W przypadku mniejszych potrzeb związanych z czyszczeniem do dyszy czyszczącej można podłączyć bezpośrednio butelki z CO2.

Fakt, że dostawa CO2 jest nieskomplikowana, umożliwia zastosowanie w pełni zautomatyzowanego procesu czyszczenia, a to z kolei sprawia, że nadzór ludzki jest zbędny. Ponieważ dysza czyszcząca jest wystarczająco mała, aby zmieścić się na zwykłym przemysłowym ramieniu robotycznym, proces można zaprogramować w ramieniu robotycznym i wprowadzić do w pełni zautomatyzowanej linii produkcyjnej.

Nowa metoda pozwala nawet złagodzenie stopnia ostrości tradycyjnego czyszczenia suchym lodem, nie szkodząc tym samym jej dokładności i jakości. Dysza czyszcząca przetwarza strumień suchego lodu, który jest na tyle miękki, aby oczyścić szklane powierzchnie, sprzęt elektroniczny i tworzywa sztuczne, a jednocześnie nadal jest wystarczająco twardy, aby oczyścić tłuste powierzchnie przemysłowych elementów stalowych. W tej technologii to połączenie unikalne.

Jednak dokładne czyszczenie wiąże się również z kosztami: proces oczyszczania węglowego obniża energię powierzchni obiektu do poziomu tak niskiego, że kleje nie mają czego się „trzymać”. Mówiąc prosto, powierzchnia staje się „zbyt czysta”.
Aby kleje mogły w pełni wykorzystać swój potencjał i skleić mocne i bezpieczne elementy mocujące, energię powierzchniową należy ponownie aktywować — w procesie, który w firmie Tantec udoskonalamy od ponad 40 lat.

Technologia plazmowa aktywuje i wzmacnia właściwości adhezyjne

W skrócie, plazma jest czwartym stanem materii. Łatwo ze szkoły przypomnieć sobie „zwykłe” stany materii — stałe, ciekłe i gazowe — tymczasem czwarty stan jest mniej znany.

Czwarty stan materii, plazma, występuje, gdy materia jest podgrzewana poza stan gazu, aż do stanu, w którym poszczególne atomy całkowicie odłączają się od cząsteczek i poruszają się swobodnie. Dzieje się tak przy około 3000 K (4940 F). Wyjaśnijmy, że gdy substancja znajduje się w stanie gazowym, atomy, unosząc się w powietrzu, nadal są związane z cząsteczką.

W laboratorium lub fabryce nowsze technologie pozwalają stworzyć plazmę w znacznie niższych temperaturach, w kontrolowanym procesie i w skali przemysłowej.

Obróbka plazmowa — technologia doskonała

Trudno nie wspomnieć o korzyściach obróbki plazmowej.
Po pierwsze, plazmowe obrobienie części pomaga oczyścić ich powierzchnię na poziomie nanocząsteczek. Mimo że czyszczenie plazmowe nie jest tak skuteczne, jak wspomniane powyżej czyszczenie węglowe, może ono być wystarczające w przypadku materiałów, które nie wymagają aż tak energicznego czyszczenia.

Po drugie, obróbka plazmowa jest najskuteczniejszą metodą aktywacji energii powierzchniowej części. Wykorzystując części, które zostały poddane oczyszczeniu węglowemu do obróbki plazmowej, zyskuje się to najlepsze z obu światów: przemysłowo oczyszczoną powierzchnię bez smarów ani kurzu, która gwarantuje przyczepność oraz zupełnie zenergetyzowaną powierzchnię o maksymalnych właściwościach adhezyjnych.

Wreszcie, obróbka plazmowa jest jedyną technologią aktywacji energii powierzchniowej, którą można wprowadzić na skalę przemysłową bez narażania na ryzyko części lub skażania środowiska, a także bez narażania najważniejszych kwestii.

Połączenie obróbki plazmowej Tantec z nową formą czyszczenia suchym lodem firmy Reliabotics to gwarancja całkowitej pewności, że cokolwiek trzeba skleić, będzie trzymać się tak długo, jak to możliwe.

Bardziej ekologiczna i tańsza alternatywa

Obecnie przygotowanie przed klejeniem zwykle oznacza solidne mycie i późniejsze suszenie. Proces ten jest dość kosztowny, zarówno dla środowiska, jak i portfela.

Do mycia wykorzystuje się ostre, drogie substancje chemiczne, a także ogromne ilości wody. Zarówno owe substancje, jak i zużycie wody wiążą się z ceną ponoszoną przez środowisko. Konsumenci, rządy i same przedsiębiorstwa są jej coraz bardziej świadomi i nie chcą jej płacić.

Konsumenci domagają się już „ekologicznych” produktów, które pozostawiają niewielki ślad środowiskowy lub nie pozostawiają go wcale. Aby w przyszłości zachować konkurencyjność, przedsiębiorstwa muszą poważnie traktować cele ekologiczne i dostosować produkty i produkcję tak, aby zminimalizować wpływ na środowisko.

W związku z tym ważnym krokiem jest zastąpienie tradycyjnego mycia chemicznego nowoczesnym czyszczeniem węglowym i obróbką plazmową.

Chociaż czyszczenie węglowe wykorzystuje CO2, w kilku miejscach już wdrożono mechanizmy wychwytujące CO2 po czyszczeniu. Rozwiązania technologiczne zapewniające neutralny proces czyszczenia suchym lodem CO2 są już dostępne.

W przypadku obróbki plazmowej wpływ na środowisko jest ograniczony do energii, która jest potrzebna do realizacji tego procesu. W związku z tym jedyną inicjatywą potrzebną do zapewnienia przyjaznej dla środowiska obróbki plazmowej jest zakup energii elektrycznej ze źródeł zrównoważonych.

Równowaga finansowa

Wyeliminowanie myjek przemysłowych z hal fabrycznych to więcej niż pojedyncza korzyść finansowa.
Po pierwsze, sam akt usuwania myjek i zastąpienia ich zrobotyzowanymi ramionami, które mogą obsługiwać zarówno czyszczącą dyszę węglową, jak i dyszę plazmową, pozwoli zaoszczędzić cenne miejsce na hali fabrycznej. To nieduże urządzenie zdolne do zapewnienia dobrych i jeszcze lepszych wyników.

Po drugie, obie technologie są kompatybilne ze standardowymi przemysłowymi ramionami zrobotyzowanymi. W związku z tym można je stosować zarówno jako oddzielne urządzenie, które można zamontować na przymocowanych obiektach, jak i jako część w pełni zautomatyzowanej linii produkcyjnej.

Żadna z tych technologii nie wymaga nadzoru człowieka, a do dostarczania niezbędnych gazów konieczne jest tylko zamontowanie kilku rur podłączonych do zewnętrznych zbiorników.
Po trzecie, mimo że gazy niezbędne do uruchomienia procesu nie są bezpłatne, koszty wody i substancji chemicznych znacznie przewyższają cenę ich nabycia. W zależności od wcześniej stosowanego procesu i charakteru części, która wymaga czyszczenia, firmy oszczędzają między 4-8 USD na godzinę na farbie gruntującej i między 10-15 USD na godzinę na wodzie i substancjach chemicznych niezbędnych do czyszczenia.

Podsumowując, nowy duet łączący czyszczenie węglowe i obróbkę plazmową naprawdę zaspokaja potrójny cel, dzięki czemu klienci uzyskują tańszą alternatywę z wyższą jakością i o mniejszym śladzie środowiskowym.

lars tantec

Prosimy zapytać naszego eksperta ds. technologii plazmowania i koronowania już dziś