5 mitów na temat igieł dozujących
W poprzednim artykule zobaczyliśmy, że dobór igły dozującej jest zadaniem, do którego naprawdę warto podejść na poważnie. Duży wybór produktów dostępnych na rynku może przyprawić o prawdziwy zawrót głowy. Nie powinno nas dziwić, że w takiej sytuacji powstają mity, które w znaczący sposób mogą wpływać na nasze decyzje. Mając świadomość istnienia tych mitów postanowiliśmy zebrać je w jednym miejscu i spokojnie i merytorycznie podejść do każdego z nich.
Mit #1 – najlepsza igła dozująca to igła metalowa
Jednym z najczęściej spotykanych pytań w kontekście igieł dozujących, jakie spotykamy w naszej pracy, to pytanie „A czy ta igła może być metalowa?” Jakiej odpowiedzi wtedy udzielamy?
Tak, igły metalowe (częściowo) i metalowe w całości są dostępne na rynku. Tak, mogą znaleźć zastosowanie w danej aplikacji. Jednak czy jest to najlepsze możliwe rozwiązanie? Warto zrozumieć naturę takiego pytania. Wielu naszych Klientów chce zastosować igłę metalową, żeby uniknąć kosztu wymiany igły (a na pewno go zredukować w stosunku do igieł wykonanych z tworzywa sztucznego). To oczywiście jest jak najbardziej uzasadnione podejście, jednak warto zastanowić się nad innymi aspektami procesu dozowania, które mogą mieć wpływ na dobór igły.
Po pierwsze, igła metalowa to igła o wyższej odporności mechanicznej (mniejsza podatność na zniszczenia), co może być argumentem przemawiającym za wyborem akurat takiego produktu. Z drugiej strony spójrzmy na sytuację, w której dojdzie do kolizji głowicy dozującej wyposażonej w taką igłę z detalem produkcyjnym. Czy dojdzie do jego zniszczenia? Jaki jest koszt scrapu? Czy mogą powstać odpryski niebezpieczne dla automatyki? A co jeśli mimo zastosowania układu bezpieczeństwa operator położy dłoń pod głowicę dozującą? Analizując odpowiedzi na takie pytania możemy dojść do wniosku, że zastosowanie igły metalowej (częściowo lub w całości) może wiązać się ze zbyt dużym ryzykiem.
Po drugie, igła dozująca która będzie użytkowana bardzo długo będzie zarastała dozowanym materiałem. Oczywiście możemy wprowadzić operację płukania lub nawet mechanicznego czyszczenia igły, jednak nie będziemy mieli 100% pewności, że igła będzie tak czysta jak nowa. Brudna igła może prowadzić do powstania braków w wyniku niepowtarzalności dawek (dozowanie punktowe) lub przerw w dozowaniu (dozowanie liniowe). Powstaje pytanie, czy koszt braków jest mniejszy niż koszt wymiany igły np. raz na zmianę?
Mit #2 – dłuższa igła to lepsza igła!
Drugi mit dotyczy długości igieł. Nie zawsze udaje nam się ustalić naturę takiej potrzeby, z drugiej strony jest ona często powiązana z rodzajem detalu, na który dozujemy materiał, np. wylewanie uszczelki w rowkach.
Niektóre detale produkcyjne z którymi mamy do czynienia, to detale w których rowki są zaprojekowane bardzo głęboko. Taka konstrukcja detalu automatycznie wymusza dobór igły dozującej. Warto jednak pamiętać, że nie oszukamy mechaniki płynów, którą opisuje np. prawo Darcy’ego. Prawo Darcy’ego mówi nam o stratach ciśnieniach na skutek tarcia:
Gdzie:
- P = strata ciśnienia w funtach na cal kwadratowy,
- Q = natężenie przepływu w galonach na minutę,
- V = lepkość płynu w centypuazach,
- L = długość rury w stopach,
- D = średnica rury w calach
Im dłuższa i węższa igła, tym większe straty ciśnienia materiału. W ten sposób realizacja zadania z taką igłą dozującą może okazać się niemożliwa lub będzie bardzo wolna.
W takiej sytuacji jak opisana warto zastanowić się nad zmianą konstrukcyjną detalu. Jeśli nie ma takiej możliwości musimy brać pod uwagę konsekwencje wynikające z takiego stanu rzeczy, czyli ograniczenia w prędkości przejazdu i spadku wydajności stanowiska dozującego.
Mit #3 – profesjonalne igły dozujące są za drogie, wybieram zwykłe i tańsze igły medyczne
Postawmy sprawę jasno – gdy porównamy cenę profesjonalnej igły dozującej i igły medycznej, to cena tej drugie jest zdecydowanie niższa. Nie będę tutaj operować porównaniami cenowymi, gdyż są one różne dla poszczególnych produktów i producentów, jednak możemy spokojnie założyć, że igła medyczna jest kilka, a nawet kilkanaście razy tańsza od igły dozującej. Pokusa, aby wybrać produkt medyczny jest w takim zestawieniu bardzo duża. Tym bardziej, że obydwa produkty „pasują” do systemów dozujących, gdyż stosują ten sam gwint samouszczelniający luer lock. Dlaczego jednak warto zainwestować w igły dozujące?
Są dwie podstawowe cechy, które warto wziąć pod rozwagę. Pierwsza to taka, że igła medyczna jest przeznaczona do wkłucia, w związku z czym ma konkretny kształt i jest zaostrzona. To sprawia, że zapanowanie nad procesem dozowaniem jest bardzo trudne, nie przewidzimy jak dozowana substancja będzie wypływała z takiej igły. Operowanie igłą zaostrzoną jest dodatkowo niebezpieczne zarówno dla detalu produkcyjnego (wyższe prawdopodobieństwo zarysowania lub uszkodzenia produktu) jak i dla operatora – potencjalne ryzyko uszkodzenia powłoki skórnej.
Druga cecha którą warto wziąć pod rozwagę, to stosowanie oleju silikonowego lub silolowego w produkcji igieł medycznych. Jego obecność w igle ma ułatwić transfer krwi lub środków medycznych. Jednak w przypadku dozowania chemii przemysłowej może dojść do reakcji oleju z dozowanym materiałem, którego skutków nie możemy przewidzieć. Potencjalne efekty to koagulacja (zbijanie się dozowanego materiału w większe cząstki i zapychanie igły), problemy z utwardzaniem.
Czy zatem warto podjąć ryzyko i obniżyć koszty eksploatacyjne systemu dozującego poprzez zastosowanie igieł medycznych? Tą decyzję pozostawiam każdemu do indywidualnego rozważenia. Pytanie, które warto zadać przy tej okazji, to na ile cenimy powtarzalność i rzetelność naszego procesu dozowania, bezpieczeństwo produkcji i operatorów?
Mit#4 – czy możemy stworzyć specjalną igłę/dyszę dozującą?
Czym są specjalne igły/dysze dozujące? Chodzi głównie o rozwiązania kształtowe, czyli dopasowane do konkretnego detalu lub procesu produkcyjnego. Ich największą wartością dodaną jest to, że pasują idealnie do danego detalu produkcyjnego lub procesu, co może stanowić istotną przewagę względem rozwiązań katalogowych.
Podstawowymi problemami, to problemy z opracowaniem takiego rozwiązania i zapewnienia ciągłości dostaw. Część producentów igieł dozujących (włączając w to dostawców AMB Technic) jest gotowa podjąć się takiej pracy, jednak oczekują w zamian odpowiednich wolumenów zamówieniowych (co jest zrozumiałe, zważywszy na koszty związane z opracowaniem nowych i indywidualnych rozwiązań technologicznych). W przypadku niewielkiego zapotrzebowania może się okazać, że nie znajdziemy chętnego do wykonania tego zadania.
Dlatego w takim przypadku warto się zastanowić, czy nasz proces produkcyjny lub produkt rzeczywiście wymaga indywidualnego rozwiązania. Może wprowadzenie drobnych zmian konstrukcyjnych pozwoli nam ograniczyć koszty związane z opracowaniem niedostępnego na rynku produktu towarzyszącego, jakim jest igła. A pozwoli na zastosowanie już dostępnych, katalogowych igieł lub dysz. Jeśli nasza odpowiedź jest negatywna i produkt końcowy jest w fazie docelowej, pozostaje nam tylko znalezienie odpowiedniego partnera zdolnego dostarczyć nam potrzebny produkt. Tutaj z pomocą mogą przyjść możliwości drukarek 3D, choć w przypadku drukowania igieł dozujących mogą pojawić się problemy związane z przepływami i kompatybilnością chemiczną.
Mit #5 – stwórzmy specjalną dyszę wielowylotową
Ostatni mit na tej liście mógłbym podłączyć do mitu #4, jednak z racji jego powszechności postanowiłem opisać go w osobnym punkcie.
W AMB Technic stosujemy prostą zasadę – jeden punkt dozowania, jedna głowica dozująca z pojedynczą igłą. Ta zasada wynika z mechaniki płynów. Dysze wielopunktowe lub wielowylotowe nie pozwalają nam na precyzyjne kontrolowanie wydatku lub dawki na każdym punkcie. Szczególnie gdy mamy do czynienia z materiałami tiksotropowymi, czyli zmieniającymi swoją lepkość w zależności od temperatury czy wilgotności, zapewnienie powtarzalności graniczy z cudem. A w zdecydowanej większości przypadków, mamy do czynienia z materiałami tiksotropowymi lub silnie tiksotropowymi. Zatem jeśli chcemy osiągnąć maksymalną powtarzalność dozowania i mieć do czynienia z przewidywalnym procesem produkcyjnym, stosujemy jedną głowicę dozującą na każdy punkt dozowania. Jest to prawdopodobnie bardziej kosztowne podejście na początkowym etapie inwestycyjnym. Jednak biorąc pod uwagę koszty opracowania specjalnej dyszy wielopunktowej i zapewnienie jest ciągłej pracy, może w dłuższej perspektywie czasowej być bardziej opłacalne ze względu na przewidywalność, niższą awaryjność i brak przestojów w produkcji.
To tyle. Wszystkie powyższe mity są oparte na naszej ponad 25-letniej obecności na polskim rynku przemysłowym. Traktujemy je jako temat do lepszego zrozumienia naszych klientów, a nie powód do wyśmiania. Zagadnienia którymi zajmujemy się na co dzień nie są powszechnie dostępne, dlatego nieporozumienia traktujemy jako coś zupełnie normalnego. I z przyjemnością dzielimy się wiedzą. Dlatego mamy nadzieję, że powyższy wpis pozwoli naszym Klientom i potencjalnym partnerom na jeszcze lepsze zrozumienie tematyki procesów dozowania.