Igły dozujące w praktyce

Typologia igieł dozujących

Igła dozująca choć gabarytowo ma niewielki udział w całości systemu, w związku z mechaniką płynów ma na niego znaczący wpływ. Dlatego dobór prawidłowej igły dozującej może okazać się krytyczny w niektórych aplikacjach, decydując o sukcesie lub porażce. 

Wpływ igły dozującej będzie różny w zależności od tego, z jakiego rodzaju systemu dozowania korzystamy (czasowo-ciśnieniowego lub wolumetrycznego). Tym niemniej, głównym kryterium doboru igły dozującej jest rodzaj substancji jaką dozujemy oraz efekt końcowy jaki chcemy uzyskać.   

        1. Igły dozujące stożkowe z tworzywa sztucznego

Igły dozujące stożkowe to jeden z dwóch najbardziej powszechnych rodzajów igieł dozujących. Dzięki konstrukcji z tworzywa sztucznego są chemicznie kompatybilne z większością materiałów dozowanych na rynku (kleje, uszczelniacze, masy silikonowe, pasty termoprzewodzące). Przekrój stożkowy pozwala na uzyskanie laminarnych przepływów w igle, przez co są doskonałym wyborem do dozowania materiałów o wyższych lepkościach. Minusem igieł tego rodzaju jest ograniczona długość – większość producentów oferuje igły stożkowe jednej długości.  

        2. Igły metalowe z plastikowym korpusem (ang. hub), również igły gięte pod kątem 

Igły metalowe to drugi rodzaj igieł spotykany w przemyśle produkcyjnym. Metalowa kapilara pozwala na większy wybór w zależności od długości. Najkrótsze igły mają długość ¼” (6.35 mm), najdłuższe 1 i 1/2″ (38.1 mm). Dzięki temu możemy dosięgnąć powierzchni która jest głębiej, np. wewnątrz rowka. Niektórzy producenci igieł, np. Nordson EFD, stosują kapilary ze stali nierdzewnej z dodatkową pasywacją. W ten sposób uzyskują większą kompatybilność chemiczną, jednocześnie zmniejszając ryzyko utwardzenia się kleju wewnątrz igły.  

Jednak taka konstrukcja igły powoduje również ograniczenia w przepływie, co wynika z jej przekroju i powstających przepływów turbulentnych. Dozowanie materiałów o wyższych lepkościach może być znacznie utrudnione, a w niektórych przypadkach wręcz niemożliwe. Dlatego ten rodzaj igieł dozujących znajdzie zastosowanie w dozowaniu materiałów o niższych lepkościach poniżej 5 000 mPas (cP), takich jak kleje utwardzane światłem UV, rozpuszczalniki lub oleje.  

Wariacją tego rodzaju igieł są igły fabrycznie wygięte pod kątem 45° lub 90°. Dzięki takiemu zabiegowi możemy dozować, np. na pionowych ściankach bez zmiany orientacji urządzenia dozującego.  

        3. Igły dozujące w całości metalowe 

Konstrukcja bliźniacza do igieł opisanych w poprzednim punkcie, z tym że zarówno kapilara jak i korpus wykonane są w całości z metalu. Zaletą tak skonstruowanej igły jest wyższa wytrzymałość na mechaniczne uszkodzenia oraz możliwość wykorzystania kapilar o długości, np. 100mm. Cena jednostkowa takiego produktu może być jednak zdecydowanie wyższa niż igły z korpusem z tworzywa sztucznego. Z racji podobnego projektu nie rekomendujemy stosowania tego rodzaju igieł do dozowania materiałów o wyższych lepkościach, np. silikony czy uszczelniacze.  

 

        4. Elastyczne igły dozujące 

Kolejny rodzaj igły dozującej nie posiada kapilary wykonanej z metalu, zastępując go tworzywem sztucznym (PP – polipropylen). Skąd pomysł na taką konstrukcję? W procesie produkcyjnym spotykamy się z detalami pokrytymi różnymi powłokami lub o bardzo wysokim poziomie wykonania (bardzo niska chropowatość). Aby uniknąć przypadkowego uszkodzenia powierzchni na którą dozujemy substancję, możemy zastosować igły tego typu.  

Warto jednak pamiętać, że zastosowanie elastycznego wężyka zamiast sztywnej kapilary metalowej zmniejsza powtarzalność pozycjonowania igły względem powierzchni na którą dozujemy. Dlatego wybór tego rozwiązania powinien zostać poprzedzony stosowną analizą i testami.  

        5. Igły dozujące specjalnego przeznaczenia z wkładką teflonową lub z powłoką teflonową 

Jeden z najciekawszych rodzajów igieł dostępny na rynku, jednocześnie jeden z najdroższych. Teflon jest substancją, do której „nic nie przywiera” i ma wysoką kompatybilność chemiczną. Zastosowanie powłoki teflonowej lub wkładki zmniejsza ryzyko utwardzenia się kleju wewnątrz igły, dlatego doskonale odnajduje się w dozowaniu klejów cyjanoakrylowych (cyjanopan). Jednocześnie jest niezastąpiony w aplikacjach w których są wykorzystywane kleje anaerobowe (beztlenowe), dla których kontakt z metalem jest katalizatorem w procesie polimeryzacji.  

        6. Igły dozujące z pędzelkiem 

Zastosowanie pędzelka w igle dozującej pozwala na rozsmarowanie dozowanej substancji na powierzchni. Z tego powodu doskonale współpracuje ze smarami, których właściwości można lepiej wydobyć poprzez naniesienie ich na większą powierzchnię, uzyskując w ten sposób pożądany klin smarowy. Smary są jedynym materiałem rekomendowanym z którym tego rodzaju igły powinny być używane, gdyż nie utwardzają się z czasem i pozwalają na długie stosowanie narzędzia.

Nordson EFD, jako jeden z nielicznych producentów tego rodzaju igieł, stosuje włosie z tworzyw sztucznych o różnej sztywności i różnych przepływach.  

        7. Dedykowane igły dozujące lub dysze kształtowe 

Ostatni rodzaj igieł jest tym najbardziej kontrowersyjnym. Z jednej strony będzie najbardziej pasował do procesu dozowania, nadając pożądany kształt lub wpasowując się idealnie w miejsce dozowania. Z drugiej wymaga dodatkowych kosztów w zakresie opracowania projektu i fizycznego wykonania igły. Dlatego warto rozważyć, czy nasz proces dozowania nie pozwala na zastosowanie produktów katalogowych.  

Wachlarz możliwości w zakresie doboru igły dozującej jest naprawdę duży. Warto poświęcić czas, aby wybrać taki rodzaj produktu, który będzie najbardziej pasował do aplikacji. Najprostszą metodą prawidłowego doboru będzie przetestowanie różnych igieł w procesie dozowania i doświadczalne wybranie tej, której efekty będą najbardziej zadowalające. Warto pamiętać, że zawsze istnieje możliwość kontaktu z naszym działem Projektów, który z przyjemnością pomoże w wyjaśnieniu interesujących kwestii.