Μετάβαση στο κύριο περιεχόμενο
+41 52 511 3200 (SUI)     + 1 713 364 5427 (ΗΠΑ)     
Ιξώδες ιξώδους επιστρώματος 2

Υψηλής ποιότητας «Πράσινες» επιστρώσεις μέσω αυτόματης παρακολούθησης και ελέγχου ιξώδους

Υψηλής ποιότητας «Πράσινες» επιστρώσεις μέσω αυτόματης παρακολούθησης και ελέγχου ιξώδους

Περίληψη

Η πρόκληση στη βιομηχανία επιστρώσεων για υπάρχουσες και αναδυόμενες αγορές είναι να μειωθεί το κόστος εφαρμογής επιστρώσεων, να βελτιστοποιηθεί η χρήση υλικών επικάλυψης, να ανακυκλωθούν υλικά και να παρασχεθούν εξαιρετικά προβλέψιμες και στιβαρές επικαλύψεις. Το ιξώδες είναι μια σημαντική ιδιότητα της επικάλυψης και είναι ζωτικής σημασίας τόσο για τη διασφάλιση της ποιότητας του υλικού επικάλυψης όσο και της διαδικασίας εφαρμογής. Η παρακολούθηση και ο έλεγχος του ιξώδους της επίστρωσης μέσω του πλήρους οικοσυστήματος επιτυγχάνει τις δύο ιδιαίτερα επιθυμητές ιδιότητες μιας επίστρωσης - συνέπεια και πάχος. Οι εργοστασιακές λύσεις αυτοματοποίησης / βιομηχανίας 4.0 χρησιμοποιούν ενσωματωμένα ιξωδόμετρα για να συμβάλουν σε μια πιο αποδοτική από πλευράς πόρων, οικονομική και πιο πράσινη διαδικασία επίστρωσης, παράλληλα με την επίδοση κορυφαίας ποιότητας επίστρωσης.

Εισαγωγή

Τα βιομηχανικά επιχρίσματα εκτελούν μια μεγάλη ποικιλία λειτουργιών, από τη διάβρωση και την τριβή και την προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία, μέσω θερμικής και ηλεκτρικής μόνωσης, έως την ενίσχυση της εμφάνισης. Η αγορά επικαλύψεων καλύπτει πολλούς τομείς, όπως βιομηχανικά, αυτοκίνητα, θαλάσσια, πηνία, συσκευασίες, μεταφορές και οικοδομικά υλικά. Οι νέες και οι αναδυόμενες αγορές χρειάζονται προηγμένες, κατασκευασμένες λύσεις επιστρώματος με αυστηρά ελεγχόμενα χαρακτηριστικά απόδοσης. Η πρόκληση στη βιομηχανία επιστρώσεων για υπάρχουσες και αναδυόμενες αγορές είναι η μείωση του κόστους, ενώ βελτιστοποιείται η απόδοση και η μείωση των αποβλήτων και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

Φιγούρα 1. Παραδείγματα εφαρμογών επικάλυψης

Με τεράστιους τομείς εφαρμογών και αυξανόμενη ζήτηση από τους τομείς τελικής χρήσης, αυτή η βιομηχανία αναζητά νέους τρόπους για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας, του χρόνου παράδοσης και της χρησιμοποίησης της χωρητικότητας. Οι ηγέτες της βιομηχανίας σε διάφορους τομείς κινούνται προς την υιοθέτηση πιο προηγμένων τεχνολογιών, όπως αυτοματισμού, βιομηχανικού διαδικτύου πραγμάτων (IIoT) και τεχνικών προσομοίωσης.

Εφαρμογή επιστρώματος

Οι διεργασίες επίστρωσης και φινιρίσματος χρησιμοποιούν προηγμένες τεχνολογίες για την παραγωγή ανθεκτικών επιφανειών, υψηλής ποιότητας φινιρίσματα, ενώ μεγιστοποιούν την αποδοτικότητα της διαδικασίας και τηρούν τους περιβαλλοντικούς κανονισμούς. Η συνέπεια, η ποιότητα και η ποικιλία των επιφανειών παίζουν ζωτικό ρόλο στη διασφάλιση της ικανοποίησης των πελατών. Η ποσότητα και η ποιότητα της επικάλυψης έχουν μεγάλο και άμεσο αντίκτυπο στο κόστος κατασκευής, πωλήσεων και συντήρησης.

Το ιξώδες του υλικού επικάλυψης έχει κεντρική σημασία για την επίτευξη συνοχής. Είναι ένας αποτελεσματικός δείκτης συγκέντρωσης στερεών επικάλυψης στο ρευστό, που αποτελεί τη βάση για το πάχος και την ομοιομορφία της μεμβράνης. Όλες οι παράμετροι απόδοσης εξαρτώνται από το ιξώδες της υγρής επικάλυψης στο σημείο εφαρμογής. Αυτά περιλαμβάνουν την κατασκευή μεμβράνης επικάλυψης, την απόδοση μεταφοράς, το πάχος και την απόθεση επίστρωσης, την αντιστοίχιση χρωμάτων, τις τελικές επιφανειακές ιδιότητες και τη χημική αντίσταση. Το ιξώδες είναι ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει το πάχος και την πρόσφυση της επικάλυψης. Ο σωστός έλεγχος ιξώδους διασφαλίζει την ποιότητα και τη διάρκεια ζωής του στρώματος, βοηθώντας στην ικανοποίηση των υψηλότερων απαιτήσεων σχετικά με την ποιότητα και την παραγωγικότητα της διαδικασίας επίστρωσης.

Ένα τυπικό σύστημα επικάλυψης περιλαμβάνει: προμήθειες βασικού αποθέματος και ρευστού μακιγιάζ, αναδευόμενη δεξαμενή ανάμιξης, αντλία, γραμμή τροφοδοσίας προς τον εφαρμοστή, τον ίδιο τον εφαρμοστή και τη γραμμή επιστροφής στη δεξαμενή μίξης. Ο εφαρμοστής μπορεί να χρησιμοποιήσει μια βουτιά, ρολό, σπρέι, ψεκασμό, ροή ή άλλη διαδικασία. Εάν το διάλυμα επικάλυψης δεν είναι αρκετά παχύρρευστο, το επίχρισμα στο προϊόν μπορεί να μην είναι αρκετά παχύ για να παρέχει προστασία. Ωστόσο, εάν το ιξώδες είναι πολύ χαμηλό, η χαλάρωση του φιλμ θα οδηγήσει σε κάθετες επιφάνειες που οδηγούν σε ανομοιομορφία στην επικάλυψη. Αυτό απαιτεί φινιρίσματα με πολύπλοκες ρεολογικές ιδιότητες. Πρέπει να έχουν χαμηλό ιξώδες κατά τον ψεκασμό και πολύ υψηλότερο ιξώδες όταν το υλικό προσγειώνεται στην επιφάνεια που πρόκειται να επικαλυφθεί. Επιπλέον, το ιξώδες επικάλυψης εξαρτάται από τη θερμοκρασία, έτσι ώστε η διατήρηση της ποιότητας φινιρίσματος απαιτεί αντιστάθμιση του ιξώδους του υλικού επικάλυψης για τη θερμοκρασία εφαρμογής του περιβάλλοντος.

Τρέχουσα κατάσταση παρακολούθησης και ελέγχου ιξώδους επικάλυψης

Το ιξώδες μετριέται συνήθως στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας περιστροφικό όργανο, όπως ιξωδόμετρο τύπου Brookfield ή ρεόμετρο υψηλής ακρίβειας. Αυτό επιτρέπει τον αυστηρό έλεγχο της θερμοκρασίας, ο οποίος είναι απαραίτητος για τον χαρακτηρισμό των ρεολογικών ιδιοτήτων των υλικών επίστρωσης. Ωστόσο, αυτές οι μετρήσεις, που πραγματοποιήθηκαν σε δείγματα που τραβήχτηκαν από το πάτωμα παραγωγής, μπορεί να χρειαστούν ώρες ή και ημέρες για την ανάλυση, έτσι ώστε οι μετρήσεις τους να μην χαρακτηρίζουν την πραγματική κατάσταση των υλικών που εφαρμόζονται επί του παρόντος.

Στον όροφο παραγωγής, το ιξώδες συνήθως μετράται με χρονισμό της ροής του από μια συσκευή τύπου χοάνης, όπως ένα Ford ή παρόμοιο κύπελλο εκροής. Ο χειριστής γεμίζει το κύπελλο με τη φόρμουλα και μετρά το χρόνο που απαιτείται για να αδειάσει το κύπελλο. Όσο περισσότερο χρόνο, τόσο υψηλότερο είναι το ιξώδες. Αυτό γίνεται συνήθως σε διαστήματα 15 λεπτών ή περισσότερο, έτσι ώστε οι αποκλίσεις στο ιξώδες να μπορούν να ανιχνευθούν μόνο αφού έχει ήδη εφαρμοστεί σημαντική ποσότητα στρώσης. Επίσης, ο έλεγχος θερμοκρασίας των μετρήσεων κυπέλλου είναι δύσκολος, αν όχι αδύνατος, οδηγώντας σε πιθανώς μεγάλες αποκλίσεις μεταξύ των μετρημένων τιμών και του πραγματικού ιξώδους στο σημείο εφαρμογής. Τέτοιες μετρήσεις εκτός σύνδεσης δεν μπορούν να συλλάβουν αλλαγές ιξώδους λόγω αλλαγών θερμοκρασίας, διακυμάνσεων ανάμειξης και εξάτμισης κατά την εμφάνιση τους.

Η διακύμανση της θερμοκρασίας του υλικού οδηγεί σε αλλαγές ιξώδους στα υλικά επικάλυψης, με αποτέλεσμα δομικές διαφορές ή χαλάρωση. Στα περισσότερα συστήματα βαφής υπάρχει μια τάση καθίζησης των περιεχομένων συστατικών συνδετικών και χρωστικών ουσιών. Το ανομοιογενές υλικό επικάλυψης οδηγεί αναπόφευκτα σε ανεπαρκές αποτέλεσμα επικάλυψης. Τα εγκατεστημένα εξαρτήματα μπορεί να οδηγήσουν σε μπλοκαρίσματα και σταδιακό μπλοκάρισμα γραμμών. Τα συστατικά με νιφάδες επικάλυψης έχουν ως αποτέλεσμα το λεκέ του υμενίου. Οι παραλλαγές, που είναι δύσκολο να ελεγχθούν, οδηγούν σε εσφαλμένο πάχος φιλμ και συνεπώς οδηγούν σε άχρηστα τελικά προϊόντα εκτός ποιότητας, με απαράδεκτα οπτικά ή άλλα χαρακτηριστικά απόδοσης.

Τραπέζι 1. Μερικά από τα τυπικά ελαττώματα επικάλυψης και τις αιτίες τους

ΠρόβλημαΠεριγραφήΑιτίεςΛύση
φλούδα πορτοκαλιούΗ επιφάνεια μοιάζει άνιση σαν το δέρμα ενός πορτοκαλιούΤο ακροφύσιο συγκρατείται πολύ μακριά από την επιφάνεια. η θερμοκρασία του καταστήματος είναι πολύ υψηλή για να αλλάξει το ιξώδες. το ακροφύσιο ψεκασμού είναι φραγμένο.Η ενσωματωμένη μέτρηση ιξώδους θα σηματοδοτήσει απόφραξη και το ιξώδες που αντισταθμίζεται από τη θερμοκρασία θα αποφύγει το πρόβλημα
Στίγματα επιφάνειαςΑνώμαλη εμφάνιση (επηρεάζει γενικά τα μεταλλικά επιχρίσματα)Η βαφή δεν αναμιγνύεται καλά πριν από την εφαρμογήΗ ενσωματωμένη μέτρηση ιξώδους θα δείξει την υψηλή διακύμανση της μέτρησης
Τρέχει ή χαλάειΗ επίστρωση δεν κολλά ομοιόμορφα στην επιφάνεια που είναι βαμμένηΗ βαφή στεγνώνει πολύ αργά, τα παλτά φινιρίσματος εφαρμόστηκαν πολύ παχιάΤο ιξώδες θα εμφανιζόταν υψηλότερο από το σημείο ρύθμισης, η αυτόματη λειτουργία θα είχε διορθώσει το ιξώδες
Παραλλαγές χρώματοςΈλλειψη χρωματικής συνοχής σε όλες τις βαμμένες / επικαλυμμένες μονάδεςΑσυνεπείς και ακανόνιστες ιδιότητες της επικάλυψης λόγω έλλειψης αποτελεσματικού και συνεχούς ελέγχου του ιξώδουςΗ παρακολούθηση του ιξώδους θα δείξει ως μεγάλη διακύμανση του ιξώδους, ο αυτόματος έλεγχος θα αποφύγει το ζήτημα εντελώς
Διαλυτικό ποπΚατακράτηση υπερβολικού διαλύτη / αποφρακμένου αέρα στην υγρή μεμβράνη, η οποία διαφεύγει ξεσπώντας στην επιφάνειαΑνακριβής έλεγχος του ιξώδους και της θερμοκρασίας της επικάλυψης πριν από την εφαρμογήΟ αυτόματος έλεγχος του ιξώδους αποφεύγει τη χρήση περίσσειας διαλύτη, μειώνοντας τις πιθανότητες παγίδευσης
Παγίδευση αέραΠαρόμοια με διαλύτες ή φυσαλίδεςΑνεπαρκής παρακολούθηση των συνθηκών της βαφήςΤο ενσωματωμένο ιξωδόμετρο θα ειδοποιήσει τους χειριστές για την κατάσταση
ΚυψέλεςΦυσαλίδες κοντά στην επιφάνεια μιας μεμβράνης κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του φούρνου που δεν διαπερνούν την επιφάνεια.Το ιξώδες της επιφάνειας της μεμβράνης αυξάνεται σε υψηλό επίπεδο, παγιδεύοντας τον πτητικό διαλύτη σε χαμηλότερο επίπεδοΗ βελτιστοποίηση της χρήσης διαλυτών και η διασφάλιση του σωστού ιξώδους της επικάλυψης μέσω του ενσωματωμένου ιξωδόμετρου αποφεύγουν αυτό το ζήτημα

Ενσωματωμένη μέτρηση ιξώδους στη διάσωση

Ευτυχώς, διατίθενται λύσεις που επιτρέπουν τη μέτρηση και τον έλεγχο του ιξώδους σε πραγματικό χρόνο, επιτρέποντας τον εντοπισμό των παραλλαγών της διαδικασίας καθώς συμβαίνουν. Οι διακυμάνσεις του ιξώδους λόγω προσθήκης διαλύτη ή επίστρωσης, αλλαγών θερμοκρασίας και εξάτμισης μπορούν να αντισταθμιστούν αυτόματα προτού επηρεάσουν την ποιότητα της επικάλυψης. Η συνεχής παρακολούθηση του ιξώδους μπορεί να συσχετιστεί με το υλικό επίστρωσης και την κατανάλωση διαλυτών, καθώς και το πάχος και την ποιότητα του φιλμ, προκειμένου να τροποποιηθούν στρατηγικά οι παράμετροι της διαδικασίας για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας επικάλυψης. Ο ενσωματωμένος έλεγχος ιξώδους μπορεί να οδηγήσει σε υψηλότερη ποιότητα προϊόντος, αυξημένες αποδόσεις, σημαντική εξοικονόμηση στη χρήση επιχρισμάτων και διαλυτών επικαλύψεων και ελαχιστοποίηση του χρόνου διακοπής της διαδικασίας επικάλυψης, σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μετρήσεις εκτός σύνδεσης με το κύπελλο εκροής.

Εξάτμιση διαλύτη, προσθήκη φρέσκιας επικάλυψης ή διαλύτη στη δεξαμενή ανάμιξης και καθίζηση μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή ιξώδους στα υλικά επικάλυψης, με αποτέλεσμα ελαττώματα επικάλυψης ή υπερβολική επικάλυψη και κατανάλωση διαλύτη.

Η θερμοκρασία είναι επίσης μια κρίσιμη μεταβλητή για τον προσδιορισμό του ιξώδους. Δυστυχώς, οι θερμοκρασίες σε περιβάλλοντα παραγωγής συχνά δεν ελέγχονται καλά. Το ιξώδες, το οποίο αντανακλά την περιεκτικότητα σε στερεά στην επικάλυψη, πρέπει να είναι σωστό παρά τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Οι μετρήσεις του κυπέλλου δεν έχουν ούτε μέτρηση θερμοκρασίας ούτε έλεγχο, επομένως δεν μπορούν να συγκριθούν άμεσα με την πραγματική θερμοκρασία ψεκασμού. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε διακυμάνσεις στην ποιότητα της επικάλυψης καθώς η θερμοκρασία της διαδικασίας ποικίλλει.

Οδηγοί για την υιοθέτηση της διαχείρισης του ιξώδους σε πραγματικό χρόνο από τους παλτό

Υπάρχουν τέσσερις σημαντικοί παράγοντες που καθιστούν τη διαχείριση ιξώδους σημαντική στις εφαρμογές επικάλυψης:

  1. Τελικό προΪον ποιότητα: Η κακή ποιότητα επίστρωσης μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τις επιθυμητές ιδιότητες των επιχρισμάτων - τελικές επιφανειακές ιδιότητες, εναπόθεση επίστρωσης, ιδιότητες προστασίας και χημική αντιδραστικότητα. Όλες αυτές οι ιδιότητες εξαρτώνται από το πόσο καλά ελέγχεται η διαδικασία επικάλυψης, επομένως ο έλεγχος του ιξώδους είναι κρίσιμος.
  2. Μείωση του κόστους μειώνοντας τα απόβλητα: Η υπερβολική ανάμειξη δεν μπορεί μόνο να επηρεάσει την ποιότητα του τελικού προϊόντος, αλλά και απόβλητα συστατικών, πρώτων υλών, χρόνου και ενέργειας. Η διαχείριση του ιξώδους στη διαδικασία ανάμιξης μπορεί να αναγνωρίσει το τελικό σημείο αξιόπιστα και με ακρίβεια, οδηγώντας έτσι σε σημαντική μείωση της κατανάλωσης πρώτων υλών, της χρήσης ενέργειας, των απορριμμάτων και των απορριμμάτων.
  3. Αποδοτικότητα: Η απρόσκοπτη παρακολούθηση του ιξώδους σε πραγματικό χρόνο εξαλείφει την δαπανηρή και χρονοβόρα εργαστηριακή ανάλυση, η οποία συχνά οδηγεί σε καθυστερημένη απόκριση σε αλλαγές στο παλτό. Η διασφάλιση της συνοχής σε όλη τη διαδικασία επίστρωσης μειώνει σημαντικά τους ρυθμούς απόρριψης, εξοικονομώντας κόστος και χρόνο βελτιώνοντας ταυτόχρονα τα περιθώρια κέρδους.
  4. Αυτοματισμοί: Η αυτόματη παρακολούθηση και έλεγχος της προετοιμασίας της επίστρωσης και της διαδικασίας εφαρμογής πραγματοποιεί ένα χειροκίνητο βήμα δειγματοληψίας και δοκιμής που είναι επιρρεπές σε σφάλματα και ανακουφίζει από τους χειριστές να επικεντρωθούν στην ποιότητα του τελικού προϊόντος.

 

Οι εφαρμογές επίστρωσης χρειάζονται προηγμένη τεχνολογία διεργασίας για ακριβή, σε πραγματικό χρόνο μέτρηση και έλεγχο ιξώδους σε πραγματικό χρόνο

Η ενσωματωμένη μέτρηση ιξώδους απαιτεί έναν συμπαγή, ισχυρό αισθητήρα ιξώδους, σε συνδυασμό με ένα σύστημα μέτρησης και ελέγχου που μεταφράζει την ανάγνωση του αισθητήρα σε πληροφορίες που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση και τον έλεγχο του ιξώδους της διαδικασίας.

Μια τεχνολογία που έχει αποδειχθεί ιδιαίτερα εφαρμόσιμη σε ενσωματωμένες μετρήσεις χρησιμοποιεί έναν μηχανικό αντηχείο του οποίου οι ταλαντώσεις αποσβένονται από το ιξώδες του υλικού επικάλυψης. Ένα ηλεκτρονικό σύστημα συνδεδεμένο με τον αισθητήρα συντονισμού μετρά την απόσβεσή του και το μετατρέπει σε τιμή ιξώδους. Επιπλέον, μια συσκευή ανίχνευσης θερμοκρασίας εγκατεστημένη στον αισθητήρα ιξώδους παρέχει μια μέτρηση της θερμοκρασίας του υλικού επικάλυψης ακριβώς στο σημείο της μέτρησης του ιξώδους.

Η τεχνολογία αντηχείων συντονισμού παρέχει μια λύση που είναι μοναδικά προσαρμοσμένη στην παρακολούθηση και τον έλεγχο ενσωματωμένων επιχρισμάτων. Πληρούν πολλές από τις απαιτήσεις για αξιόπιστη και ακριβή μέτρηση:

  • Ανθεκτικότητα - διατηρούν την ακρίβεια και την επαναληψιμότητα σε μεγάλες παραλλαγές των παραμέτρων της διαδικασίας. Είναι απαλλαγμένα από τα περιστρεφόμενα μέρη και τα στενά κενά που είναι τυπικά εργαστηριακά ιξωδόμετρα και ροόμετρα. Επιπλέον μπορούν να λειτουργήσουν σε περιβάλλοντα με υψηλά επίπεδα δόνησης και σοκ.
  • Ανεξαρτησία χειριστή - τόσο τα κύπελλα εκροής όσο και τα εργαστηριακά όργανα απαιτούν εξειδικευμένους χειριστές να διατηρούν αξιόπιστες, επαναλαμβανόμενες μετρήσεις. Χωρίς επαρκή εκπαίδευση και προσοχή στη λεπτομέρεια, οι μέθοδοι που εξαρτώνται από τον χειριστή είναι γενικά αναξιόπιστες για τη διατήρηση αυστηρού ελέγχου της διαδικασίας επικάλυψης.
  • Συμβατότητα με αυτοματοποιημένα συστήματα παρακολούθησης και ελέγχου - Η εφαρμογή μεθοδολογιών Industry 4.0 απαιτεί απρόσκοπτη διασύνδεση συστημάτων μέτρησης με την υπάρχουσα τεχνολογία εγκαταστάσεων. Τα συστήματα συντονισμού ιξωδόμετρου παρέχουν ένα ευρύ φάσμα επιλογών εξόδου, από βρόχους 4-20 mA μέσω ethernet, διεπαφές RS485 και CAN που εκτελούν πρότυπα βιομηχανικά πρωτόκολλα όπως Modbus, EthernetIP, CANOpen, Profinet, JSON, OPC UA για άμεση απόκτηση δεδομένων από μηχανή PLC και εργοστασιακά συστήματα SCADA. Οι μέθοδοι εκτός σύνδεσης, αντίθετα, απαιτούν το ενδιάμεσο στάδιο του χειριστή να εισάγει τιμές ιξώδους χειροκίνητα, μια διαδικασία που είναι επιρρεπής σε σφάλματα και σφάλματα και δεν δημιουργεί πλήρη ιχνηλασιμότητα της διαδικασίας.
  • Σφιχτός έλεγχος θερμοκρασίας - ένας καλός ανιχνευτής συντονισμού έχει ενσωματωμένη μέτρηση θερμοκρασίας στο αισθητήριο στοιχείο. Αυτό επιτρέπει τον χαρακτηρισμό του υλικού επικάλυψης στο σημείο μέτρησης του ιξώδους και όχι σε εργαστηριακές συνθήκες.
  • Απλή συντήρηση - οι πιο προηγμένοι ανιχνευτές συντονισμού εκθέτουν ερμητικά σφραγισμένα, μηχανικά ανθεκτικά στοιχεία αισθητήρα στο υλικό επίστρωσης. Είναι απαλλαγμένα από κενά και κοιλότητες, και μπορούν εύκολα να καθαριστούν στη θέση τους (CIP) ή να αφαιρεθούν ένα απλά καθαρισμένο καθαρό με πανί εμποτισμένο με διαλύτη. Διατίθενται ακόμη συστήματα που επιτρέπουν το πλύσιμο του αισθητήρα στη γραμμή, σε συνδυασμό με συστήματα αυτόματου ελέγχου που υποδεικνύουν εάν ο αισθητήρας είναι καθαρός και απαλλαγμένος από μολύνσεις.
  • Οικονομικά αποδοτικό - παρά το σχετικά υψηλότερο αρχικό κόστος σε σύγκριση με τα κύπελλα εκροής, τα ενσωματωμένα συστήματα μέτρησης συντονισμού είναι γενικά πολύ λιγότερο ακριβά από τα τυπικά εργαστηριακά όργανα, ειδικά όταν το επαναλαμβανόμενο κόστος εξειδικευμένων εργαστηριακών τεχνικών λαμβάνεται υπόψη στην εξίσωση. Το κόστος ζωής αυτών των ενσωματωμένων ιξωδόμετρων είναι σημαντικά χαμηλότερο από τα χειροκίνητα κύπελλα όταν λαμβάνεται υπόψη το κόστος εργασίας.

Ένα παράδειγμα αισθητήρα συντονισμού που προσφέρει αυτά τα πλεονεκτήματα είναι το ενσωματωμένο ιξωδόμετρο Rheonics SRV (βλ. Εικ. 2 παρακάτω)

Ο συμπαγής συντελεστής μορφής του επιτρέπει άμεση εγκατάσταση στη γραμμή επίστρωσης, κοντά στο σημείο εφαρμογής. Ο εγγενώς υψηλός ρυθμός διάτμησης, μέχρι το υψηλό επίπεδο διάτμησης των τυπικών συστημάτων βαφής, παράγει μετρήσεις που προβλέπουν με ακρίβεια τη συμπεριφορά της επικάλυψης υπό τις συνθήκες ροής που είναι χαρακτηριστικές της εφαρμογής ψεκασμού.

 

 

SRV - 3/4 "NPT - Ενσωματωμένος αισθητήρας ιξώδους διαδικασίας για εφαρμογές εκτύπωσης, επίστρωσης, τροφίμων, ανάμειξης και λείανσης

Φιγούρα 2. Ενσωματωμένο ιξωδόμετρο SRV (πηγή: ρεονικά)

Ιξώδες και θερμοκρασία: μια οικεία σχέση

Το ιξώδες σχεδόν όλων των υγρών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία. Η μέτρηση του ιξώδους χωρίς αυστηρό και ακριβή έλεγχο θερμοκρασίας δεν έχει νόημα. Για το λόγο αυτό, είναι απαραίτητο η θερμοκρασία του υγρού να μετριέται τόσο κοντά στο σημείο μέτρησης του ιξώδους όσο είναι πρακτικό. Όργανα όπως το Rheonics SRV έχουν ακριβή μέτρηση θερμοκρασίας ενσωματωμένη στο αισθητήριο στοιχείο έτσι ώστε η τιμή κάθε μέτρησης ιξώδους να συνοδεύεται από μια τιμή θερμοκρασίας.

Η μέτρηση της θερμοκρασίας υγρού ακριβώς στο σημείο μέτρησης του ιξώδους έχει ένα επιπλέον πλεονέκτημα. Είναι δυνατόν να χαρακτηριστεί η σχέση του ιξώδους επίστρωσης με τη θερμοκρασία μεταβάλλοντας τη θερμοκρασία του στο εύρος που αναμένεται στη γραμμή επικάλυψης, ενώ μετράται το ιξώδες του με το ενσωματωμένο ιξωδόμετρο. Οι προκύπτουσες μετρήσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό ενός τύπου που επιτρέπει στο ιξώδες του υγρού σε οποιαδήποτε θερμοκρασία σε αυτό το εύρος να υπολογιστεί από μια μέτρηση σε οποιαδήποτε άλλη θερμοκρασία σε αυτό το εύρος. Επομένως, το λεγόμενο αντισταθμιζόμενη θερμοκρασία ιξώδες γίνεται ανεξάρτητη από την πραγματική θερμοκρασία της διαδικασίας. Το αντισταθμισμένο θερμοκρασιακό ιξώδες είναι σημαντικό επειδή αντικατοπτρίζει ορισμένες πολύ σχετικές παραμέτρους διεργασίας, όπως φόρτωση χρωστικής ή συγκέντρωση διαλύτη, και οι δύο από μόνες τους, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία.

Η αξιόπιστη μέτρηση του ιξώδους επιτρέπει τον προγνωστικό έλεγχο για την ενσωμάτωση του κλάδου 4.0

Μερικά από τα βασικά στοιχεία για την προσαρμογή των γραμμών επίστρωσης στα πρότυπα Industry 4.0 περιλαμβάνουν:

  • Συνοχή στην επίστρωση μέσω αυτοματοποιημένων διορθωτικών ενεργειών
  • Ευελιξία στην αντιμετώπιση νέων παραλλαγών προϊόντων στην παραγωγή, τη συμμόρφωση και την προέλευση των προϊόντων
  • Τα μεγάλα δεδομένα παρέχουν ισχυρές αποδείξεις για τη λήψη αποφάσεων για μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα
  • Η διασύνδεση και η διαφάνεια πληροφοριών επιτρέπουν στους φορείς εκμετάλλευσης να λαμβάνουν αποφάσεις τόσο εντός όσο και εκτός των εγκαταστάσεων παραγωγής, επιτρέποντας έτσι την αποκέντρωση των αποφάσεων
  • Μείωση των εκπομπών άνθρακα - Η βελτιστοποίηση της διαδικασίας επικάλυψης μειώνει τη χρήση υλικού, την κατανάλωση ενέργειας και τα απόβλητα - όλα αυτά μειώνουν σημαντικά τον προϋπολογισμό CO2 της διαδικασίας επικάλυψης
  • Η απόδοση της επένδυσης (ROI) σε τυπικά ενσωματωμένα ιξωδόμετρα είναι της τάξης των 3-6 μηνών.

 

Φιγούρα 3. Σχηματικός δείχνει την ενσωματωμένη ενσωμάτωση του ιξωδόμετρου και ελεγκτή στη διαδικασία βαφής / επίστρωσης αυτοκινήτων.

 

Προς υψηλότερη ακρίβεια, αξιόπιστο και ευέλικτο έλεγχο της διαδικασίας επίστρωσης

 Οι αισθητήρες συντονισμού συντονισμού συχνά συνδυάζονται με συμβατικά συστήματα ελέγχου που βασίζονται σε PLC. Αυτά συνήθως δεν χρησιμοποιούν όλα τα πλεονεκτήματα που απαιτούνται από τα σύγχρονα, συστήματα 4.0 συμβατά με αισθητήρες.

Πιο εξελιγμένα συστήματα μπορούν, για παράδειγμα, να κάνουν χρήση των εξαιρετικά ακριβών και αναπαραγώγιμων μετρήσεων που παρέχονται από αισθητήρες συντονισμού για να επιτρέψουν τη ρύθμιση παραμέτρων επικάλυψης «κλειδώματος και φόρτωσης» ελέγχοντας τις πραγματικές μετρήσεις σε μια βάση δεδομένων υλικών επίστρωσης και καθορισμένες παραμέτρους εργασίας. Ένα τέτοιο σύστημα είναι το λογισμικό Rheonics CoatControl με ViscoLock που επιτρέπει τον ηλεκτρονικό έλεγχο του ιξώδους των παλτών με αντιστάθμιση θερμοκρασίας σε πολλές γραμμές ταυτόχρονα. Μπορείτε να διαχειριστείτε πολλούς αισθητήρες από ένα ταμπλό απλωμένο στο εργοστάσιο. Η συνέπεια της επίστρωσης σε πολλαπλές γραμμές στο εργοστάσιο μπορεί να επιτευχθεί ακόμη και υπό διαφορετικές θερμοκρασίες και συνθήκες εξάτμισης μέσω αυτοματοποίησης του συστήματος δοσολογίας με έναν ελεγκτή χρησιμοποιώντας συνεχείς μετρήσεις ιξώδους σε πραγματικό χρόνο. Τα Coaters μπορούν επιτέλους να επιτύχουν πλήρη διαδρομή και ίχνος κάθε λειτουργίας επίστρωσης.

Συμπέρασμα

Τα σύγχρονα συστήματα αισθητήρων και ελέγχου προωθούν τον έλεγχο της διαδικασίας επίστρωσης ώστε να συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις του κλάδου 4.0. Συνδυάζοντας ακριβείς, αξιόπιστους ενσωματωμένους αισθητήρες με εξελιγμένα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου, ο έλεγχος ιξώδους μπορεί να προσαρμοστεί στα πρότυπα που απαιτούνται για υψηλής ταχύτητας, αυτοματοποιημένες γραμμές επικάλυψης, βελτιώνοντας παράλληλα την παραγωγικότητα και τη συμμόρφωση με τα περιβαλλοντικά πρότυπα. Τέτοια συστήματα είναι ανοιχτά σε μελλοντικές εξελίξεις στον τομέα, επιτρέποντας ευέλικτη προσαρμογή στις μεταβαλλόμενες συνθέσεις επιστρώσεων και βελτιώσεις στην τεχνολογία εφαρμογών.

αναφορές

  1. Δώστε έμφαση στην αυξημένη απόδοση, παραγωγικότητα, ευελιξία και ευελιξία διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα και την ασφάλεια, τις προόδους στον εξοπλισμό κατασκευής χρωμάτων και επιστρώσεων: https://www.paint.org/coatingstech-magazine/articles/advances-in-paint-and-coating-manufacturing-equipment/
  2. Βέλτιστο ιξώδες για εφαρμογή βαφής: https://www.paint.org/coatingstech-magazine/articles/optimum-viscosity-paint-application/
  3. Αρχή λειτουργίας SRV: https://rheonics.com/whitepapers/
  4. Μια ενημέρωση για τη βιωσιμότητα στη βιομηχανία επιστρώσεων - https://www.paint.org/coatingstech-magazine/articles/an-update-on-sustainability-in-the-coatings-industry/

Rheonics Solutions για τη βιομηχανία επιστρώσεων

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις λύσεις μας για τη βιομηχανία επιστρώσεων, επισκεφθείτε τη σελίδα λύσεων.

Λύσεις Rheonics για τη βιομηχανία επιστρώσεων
Βρες