Dosieren im Subnanoliter-bereich

Mikrodosiersysteme der Familie MDS 3000 von Vermes sind weltweit bereits in vielen unterschiedlichen Anwendungen im Einsatz. Jetzt stellt das Unternehmen die Piezoventile MDV 3010+ und MDV 3020+ vor, die in Kombination mit der elektronischen Ansteuerung MDC 3090+ Medien bis zu einer Viskosität von 8000 mPas kontaktlos und präzise dosieren. Ausgestattet mit dem Multifunktionsheizungsregler MFC universal dagegen liefern MDS-3000-Mikrodosiersysteme genaue Klebemuster und sauberen Tropfenabriss beim Auftragen von Schmelzklebstoffen.

Microdispensing-Systeme (MDS) von Vermes bestehen aus einem Microdispensing-Controller (MDC) sowie einem Microdispensing-Ventil (MDV), dem Herzstück der Systeme.

Die jüngsten Hochleistungsjetter der Mikrodosiersystem-Familie MDS 3000 für niedrig- bis mittelviskose Medien bestehen aus einem Piezoventil MDV 3010+ oder MDV 3020+ und einer speziell dafür entwickelten elektronischen Ansteuerung MDC 3090+. Als Einsatzgebiet sind alle Anwendungen mit komplexen Funktionen sowie schnelle Produktionsprozesse vorgesehen, in denen minimale Flüssigkeitsmengen prozesssicher zu dosieren sind. Mit den zwei unterschiedlichen Grundsystemen für niederviskose (MDS 3010+) beziehungsweise mittelviskose Medien (MDS 3020+) lassen sich sämtliche Medien bis zu einer Viskosität von 8000 mPas kontaktlos und präzise dosieren.

Parameter beim Dosieren ändern

Vollautomatische Produktionslinien müssen schnell einzurichten und im laufenden Prozess einfach zu verändern sein. Hier kommen Eigenschaften der Serie wie programmierbare Szenarien, Echtzeit-Einstellung und einfache Wartung besonders gut zur Geltung. Mikrodosiersysteme von Vermes kommen weltweit im Laborbereich, aber hauptsächlich in automatisierten Fertigungsanlagen zum Einsatz. Interessante Märkte sind Biowissenschaften, medizinische Diagnostik und Pharmazeutik, beispielsweise für wässrige Zell-und Proteinlösungen, sowie die Elektronik-, Halbleiter- und Handy-Produktion, etwa für UV-Kleber, Cyanacrylat oder anaerobe Kleber. Laut Geschäftsführer Jürgen Städtler ist Vermes Microdispensing der einzige Hersteller weltweit, der ein durchgängiges und selbst entwickeltes Konzept bestehend aus elektronischer Steuerung, Piezokristall und Düsen in dieser Form anbietet.

Mit den Piezoventilen MDV 3010+ oder MDV 3020+ und einer eigens entwickelten elektronischen Ansteuerung lassen sich sämtliche Medien bis zu einer Viskosität von 8000 mPas kontaktlos und präzise dosieren.

Mit den Piezoventilen MDV 3010+ oder MDV 3020+ und einer eigens entwickelten elektronischen Ansteuerung lassen sich sämtliche Medien bis zu einer Viskosität von 8000 mPas kontaktlos und präzise dosieren. Vermes Microdispensing

Voraussetzung für diese Dosiervorgänge ist eine extrem schnelle mechanische Bewegung hinter der Düse. Diese Aufgabe übernimmt in den Highend-Ventilen ein neuartiger Antrieb mit Adjust-Modi, der sich durch eine besonders hohe spezifische Leistungsdichte (Volumen-Kraftverhältnis) auszeichnet. Über Select Pins lassen sich beim Dosieren jederzeit die Parameter ohne Zeitverlust ändern. Ein Chip im Ventil liefert zusätzliche Überwachungsfunktionen, die für ein gleichbleibendes Dosierresultat sorgen, und eine interne Echtzeituhr protokolliert alle Fehler und ungeplanten Unterbrechungen. Die Antwortzeit auf Triggersignale ist mit einer Schaltzeitverzögerung von 85 μs extrem kurz.

Programmierbare Echtzeit-Szenarien

Die piezoangetriebenen Ventile bieten programmierbare Szenarien für definierte Muster. In diesen speicherbaren Echtzeit-Szenarien können Anwender eigene Parametersätze definieren. Der berührungslose Jetauftrag ermöglicht Dosieren von Linien wechselnder Breite, unverzügliches Ändern von Tropfengröße und -geschwindigkeit sowie komplexe Dosiermuster ohne externe Steuerung.

Durch den Einsatz hochabriebfester Materialien bei der Stößelaufhängung verringert sich der Verschleiß enorm bei maximaler Stabilität. Das modulare Design erlaubt flexibel definierbare Konfigurationen mit einer großen Auswahl an Düsen, Stößeln und Fluidiken. Der Ventilaufbau trennt streng zwischen Nass- und Trockenenbereich, sodass die Wartung einfach und ökonomisch ist. Die Steuereinheit MDC 3090+ ist außerdem kompatibel mit allen MDV-3010A- und MDV-3020A-Ventilen. Eine lokale Düsenheizung lässt sich jederzeit optional hinzufügen und arbeitet gut mit dem externen Heizungscontroller MFC universal zusammen.

Universalheizungsregler für Schmelzklebstoffe

Ausgestattet mit diesem Multifunktionsheizungsregler lassen sich Micro-Dispensing-Systeme der Familie MDS 3000 auch zum Auftragen von Schmelzklebstoffen mit hohen Geschwindigkeiten und Dosierfrequenzen einsetzen. Die Microdispensing-Hotmelt-Dosierlösung überzeugen durch außergewöhnlich saubere, präzise und gleichbleibende Klebstoffauftragsmuster.

Dabei steuert MFC universal sowohl die Kartuschen- und Düsenheizung als auch die Ventilkühlung, die für die notwendigen thermischen Bedingungen sorgen. Einer der wichtigsten Faktoren beim Dosieren von Hotmelt- oder Schmelzklebstoffen ist die exakte Temperaturkontrolle. Die Ventiltemperatur lässt sich aktiv über die vom Heizungscontroller gesteuerte Druckluft regeln und verspricht höhere Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Dosiermenge als herkömmliche Industrielösungen.

Bei der Hotmelt-Systemlösung steuert der Heizungscontroller MFC universal sowohl die Kartuschen- und Düsenheizung als auch die Ventilkühlung.

Bei der Hotmelt-Systemlösung steuert der Heizungscontroller MFC universal sowohl die Kartuschen- und Düsenheizung als auch die Ventilkühlung. Vermes Microdispensing

Akkurate Klebemuster und sauberer Topfenabriss

Der Niederspannungscontroller arbeitet mit einer Regelgenauigkeit von ±0,1 °C und erkennt automatisch den angeschlossenen Heizungstyp. Vier Kanäle steuern wahlweise eine Heizung (Fluidik/Kartusche mit bis zu 100 W Heizleistung pro Kanal) oder eine Kühlung der Ventile und erzeugen eine voreinstellbare Betriebstemperatur. Die Heizung wird unter realen Umgebungsbedingungen automatisch „eingemessen“, so lässt sich eine Abweichung der tatsächlichen Düsentemperatur von der gewünschten zuverlässig verhindern. Die Kommunikation beziehungsweise komplette Steuerung des MFC universal erfolgt sowohl über die serielle RS232-Schnittstelle als auch über die Ethernet-Schnittstelle und unterstützt sogar das DHCP zur automatischen Einbindung ins Netzwerk.

Die vielseitig programmierbare Systemlösung erlaubt das Dosieren komplexer, akkurater Klebemuster mit präzisem Tropfenabriss und stabilen, stets reproduzierbaren Linienbreiten bis herab zu einer Breite von 200 μm. Frei wählbare Parameter mit Echtzeitanzeige etwa der gemessenen Temperatur oder aktuellen Ansteuerleistung der Heizung ermöglichen es, die Dosiereinstellungen an die Anwendung und das Dosiermedium anzupassen. Damit eignet sich die Lösung ideal für die Elektronikindustrie, etwa zum Verkleben von elektronischen Geräten, Gadgets, Smartphone-Komponenten oder Platinen.