Hintergrund und Problem

Ein malaysischer Tier-1-Zulieferer, der Automobil-Temperatur- und -Drucksensoren herstellt, musste einen manuellen Verguss- und thermischen Spaltfüllschritt in eine automatisierte Zelle umwandeln. Bediener, die thermisch leitfähigen Klebstoff per Spritze auftrugen, produzierten inkonsistente Tropfenvolumina und -gewichte, was zu variabler Wärmeübertragung, Teilversagen bei thermischer Belastung und erheblichem Nacharbeit führte. Der Kunde benötigte eine Lösung, die sich in bestehende Roboterarme integrieren ließ, eine wiederholbare Massenkontrolle pro Schuss lieferte und einen höheren Durchsatz bei reduziertem Materialverbrauch unterstützte.

Ursache

Primäre Ausfallmodi waren die Variabilität des Bedieners bei Druck und Dosierzeit, Lufteinschlüsse und inkonsistente Pastenzufuhr aus Druckbehältern sowie das Fehlen einer Regelung für die Klebermasse pro Teil. Diese Probleme führten zu Unter- oder Überdosierung, inkonsistenten Wärmepfaden zwischen Sensorchip und Gehäuse sowie erhöhtem Ausschuss und Kundenbeschwerden während der Qualifizierungstests für Fahrzeuge.

Lösung — KSV3000 konzentrische Schneckendüse

Mingseal lieferte die konzentrische Schneckendüse KSV3000 (verschleißfeste Ausführung) und integrierte sie in den Sechs-Achsen-Roboter-Endeffektor des Kunden, um die manuelle Dosierung zu ersetzen. Die positive Verdrängerschnecke und die motorgetriebene Impulssteuerung der KSV3000 lösten die Kernprobleme der Dosierung und ermöglichten gleichzeitig die schnellen Taktzeiten, die für die Automobilproduktion erforderlich sind.

Wichtige Implementierungsdetails

• Positive Verdrängerförderung: Das konzentrische Schneckendesign erzeugt einen linearen Fluss, der proportional zur Motordrehzahl ist, und eliminiert Druckpulsartefakte, die pneumatische Systeme plagen. Jeder getimte Motorimpuls liefert einen festen volumetrischen Schuss, was eine präzise Kontrolle des Klebergewichts pro Teil ermöglicht.
• Hochgeschwindigkeitsfähigkeit: Die KSV3000 unterstützt bis zu 500 U/min und ermöglicht kurze Impulsdauern für kleine, wiederholbare Ablagerungen, während sie gleichzeitig die Roboterbewegungsgeschwindigkeit für die Dosierung während der Bewegung und einen höheren UPH unterstützt.
• Verschleißfester Nassbereich: Ausgewählte benetzte Materialien widerstehen abrasiven, füllstoffbeladenen Wärmepasten und minimieren Spaltänderungen über lange Laufzeiten, was Drift und Wartungsfrequenz reduziert.
• Kompakter Kopf für Roboterbefestigung: Die geringe Stellfläche und die Schnellwechsel-Düsenschnittstelle vereinfachten das Endeffektordesign und ermöglichten schnelle Düsenwechsel für verschiedene Sensorfamilien.
• Prozessabstimmung und Validierung: Mingseal führte eine Tischcharakterisierung durch, um Drehzahl, Impulszeit und Düsendurchmesser für jede Wärmepastenformulierung und jede Pad-Geometrie zu ermitteln. Die Encoder-Rückmeldung über Motorimpulse wurde verwendet, um die Schusswiederholbarkeit zu gewährleisten.

Integration und Prozessablauf

Die Zelle wurde mit Roboter-Pick-and-Place, der KSV3000 am Handgelenk und einem beheizten, gerührten Vorlagebehälter mit kontrolliertem Druck zur Aufrechterhaltung der Pastenbedingungen konfiguriert. Typischer Ablauf: Der Roboter richtet sich mithilfe von Vision-Fiducials über dem Sensor-Gehäuse aus, führt während der Bewegung eine Bahn- oder Punktendosierung gemäß dem programmierten Pfad durch, und das Teil wird in regelmäßigen Abständen auf einer Mikro-Waagen-Probenstation gewogen. Wenn die Masse über die SPC-Grenzwerte hinaus abweicht, löst das System eine Spülung, eine automatische Neukalibrierung aus oder stoppt für die Wartung.

Ergebnisse und Vorteile (Malaysische Bereitstellung)

• Kontrollierte Klebermasse: Die Schwankung pro Schuss lag unter der Zieltoleranz, wodurch Unterfüllungen und übermäßiges Quellverhalten eliminiert wurden; die Gewichtskontrolle reduzierte die Schwankung der thermischen Leistung über die Chargen hinweg.
• Verbesserung von Ausbeute und Qualität: Automatisierte Dosierung und Stichprobenkontrolle reduzierten Nacharbeit und Ausschuss, was zu konsistenteren thermischen Test-Passraten und einem geringeren Garantierisiko führte.
• Durchsatzsteigerung: Die robotergestützte KSV3000 unterstützte kontinuierliche, Hochgeschwindigkeits-Dosierzyklen, erhöhte den UPH im Vergleich zu manuellen Linien bei gleichbleibender Präzision.
• Reduzierter Materialverbrauch: Positive Verdrängerförderung und abgestimmte Düsenwahl minimierten Überdosierung und Reinigungsfrequenz, was die Materialkosten pro Einheit senkte.
• Geringere Wartung und vorhersehbare Betriebszeit: Der kurze Flüssigkeitsweg und verschleißfeste Komponenten reduzierten Verstopfungen; schnelle Düsenwechsel und geplante Spülzyklen vereinfachten die vorbeugende Wartung.

Empfehlungen und Best Practices

• Führen Sie einen Materialcharakterisierungstest durch, um Drehzahl-/Impulskarten für jede Pastencharge zu definieren.
• Verwenden Sie Encoder-Feedback und regelmäßige Mikro-Waagen-Prüfungen für die geschlossene Massenkontrolle.
• Implementieren Sie SOPs für Spülung und Düsenwechsel basierend auf Schusszahlen für die Rückverfolgbarkeit in der Automobilindustrie.

Schlussfolgerung

Für malaysische Automobilsensorhersteller bietet die konzentrische Schneckendüse KSV3000 einen robusten Weg von der manuellen Dosierung zur automatisierten, robotergestützten Dosierung. Ihre mechanische positive Verdrängerförderung, die hohe Drehzahlfähigkeit und das verschleißfeste Design liefern eine wiederholbare Klebergewichtskontrolle, einen höheren Durchsatz, reduzierten Abfall und eine verbesserte Konsistenz der thermischen Leistung, was die Skalierung für die anspruchsvolle Automobilproduktion unterstützt. Kontaktieren Sie Mingseal für Vor-Ort-Tests und Prozessqualifizierung mit Ihrer Wärmepaste.