Flexible Dosierung von Flüssigkeiten niedriger und mittlerer Viskosität

Die neuen, modernen Hochleistungsjetter bestehen aus einem Piezoventil MDV 3010+ oder MDV 3020+ und einer speziell dafür entwickelten elektronischen Ansteuerung MDC 3090+. Vermes Microdispensing unterstützt mit den neuen Systemen die Hochvolumenfertigung und stetig fortschreitende Miniaturisierung in der Mikrodosierung. Die neue Lösung ist ideal für Mikroanwendungen mit immer komplexeren Funktionen, schnelle und hochgenaue Produktionsprozesse in denen es auf das exakte Applizieren von hochwertigen, flüssigen Medien ankommt.

Schwerpunkte der Weiterentwicklung der MDS 3000-Series für Nieder- bis Mittelviskosität sind die weitere Steigerung der Geschwindigkeit und Präzision, maximale Stabilität und hohe Applikationsflexibilität.

Für die Vielzahl an Anwendungen, wo minimale Flüssigkeitsmengen prozesssicher und perfekt zu dosieren sind, stellt das Unternehmen zwei verschiedene Grundsysteme zur Verfügung, die jeweils auf die ihnen zugedachten Medien ausgelegt sind: niederviskos (MDS 3010+), mittelviskos (MDS 3020+). Mit diesen zwei Grundsystemen ist das Unternehmen in der Lage, sämtliche Medien bis zu einer Viskosität von 8.000 mPas kontaktlos und präzise zu dosieren.

Vollautomatische Produktionslinien müssen in kürzester Zeit einzurichten und im laufenden Prozess veränderlich sein. Hier entfaltet die MDS 3010+-/3020+-Series mit ihren Eigenschaften programmierbare Szenarien, Echtzeit-Einstellung und einfache Wartung entscheidende Vorteile.

Die neuen Systeme sind für die verschiedensten Branchen attraktiv: „Unsere Mikrodosiersysteme kommen weltweit sowohl im Laborbereich aber hauptsächlich in automatisierten Fertigungsanlagen zum Einsatz. Interessante Märkte für die neuen Systeme sind Biowissenschaften, medizinische Diagnostik und Pharmazeutik, z. B. wässrige Zell-und Proteinlösungen, Elektronik-, Halbleiter- und Handy- Produktion, z. B. UV-Kleber, Cyanacrylat, anaerobe Kleber“, betont Jürgen Städtler, Geschäftsführer des Unternehmens. „Wir sind der einzige Hersteller weltweit, der ein durchgängiges und selbst entwickeltes Konzept bestehend aus elektronischer Steuerung, Piezokristall und Düsen in dieser Form anbietet“, fügt Jürgen Städtler hinzu.

Mittels der, auf Piezotechnik beruhenden Mikrodosiersysteme gelingt das Dosieren exakt und sicher, wovon z.B, Anwendungen in der Medizintechnik profitieren. So werden beispielsweise Wirkstoffe in Tabletten dosiert, oder aber im stark wachsenden Marktsegment der Blutzuckeranalyse der flüssige Sensor hochpräzise auf Folien aufdosiert. Zudem werden die Mikrodosiersysteme auch für Medikamentenverpackungen eingesetzt, weil damit die berührungslose Verwendung von Sekundenklebern, die normalerweise beim Kontakt mit Luftfeuchtigkeit aushärten und den Dosierkopf verkleben, möglich ist.

Um diese Dosiervorgänge möglich zu machen, muss eine extrem schnelle mechanische Bewegung hinter der Düse erzeugt werden. Diese Aufgabe übernimmt in diesen High End-Ventilen ein neuartiger Antrieb mit anwendungsfreundlichen Adjust-Modi. Konkurrenzlos ist die spezifische Leistungsdichte, also das Volumen-Kraftverhältnis, dieser Antriebe.

Der Controller MDC 3090+ unterstützt sowohl den First Drop-Modus als auch den Fixed Adjust-Modus. Der First Drop-Modus ist besonders nützlich, wenn mehrere Systeme parallel arbeiten, um sicherzustellen, dass alle Ventile und Parameter vergleichbar sind. Der Fixed Adjust-Modus wird u.a. für Klebstoffe benötigt, die hochreaktiv sind.

Neu implementierte Select Pins erlauben es, jederzeit beim Dosieren die Parameter ohne Zeitverlust zu ändern. Ein Chip im Ventil liefert zusätzliche Überwachungsfunktionen, um ein immer gleich bleibendes Dosierresultat zu erzielen. Mit einer internen Echtzeituhr werden alle Fehler und ungeplanten Unterbrechungen protokolliert. Die Antwortzeit auf Triggersignale ist extrem kurz mit einer Schaltzeitverzögerung von nur 85 μs.

Die piezoangetriebenen Ventile bieten programmierbare Scenarios für vom Anwender definierte Muster.

Programmierbare und speicherbare Real-Time-Scenarios erlauben es dem Anwender, seinen eigenen Satz an Parametern zu definieren. Dosieren von Linien wechselnder Breite, unverzügliche Änderung von Tropfengröße und -geschwindigkeit, komplexe Dosiermuster ohne externe Steuerung werden beim berührungslosen Jetauftrag ermöglicht. Die Szenarios sorgen für optimierte Linienbreite und Größe vom Einzeltropfen bis zur lückenlosen Coverage. Die präzise Adaption des Öffnungs- und Schließverhaltens des Ventils an das zu dosierende Fluid erfolgt elektronisch über die Steuereinheit.

Dabei ist es möglich die Zeit der Stößelrückwärtsbewegung, die Zeit der Stößelvorwärtsbewegung, die Verweildauer des Stößels in Auf- bzw. Zustellung submillisekundengenau über die Tastatur der elektronischen Steuerung bzw. fernprogrammiert einzustellen. Ein weiterer Einstellparameter ist der Stößelhub.

Um sehr hohe Frequenzen zu ermöglichen, muss eine extrem schnelle mechanische Bewegung hinter der Düse erzeugt werden. Die durch die Paramater genau steuerbare Veränderung der Stößelbewegung ermöglicht eine kontinuierliche Tropfengrößenanpassung. Aufgrund der Vielfalt der Dosiermedien werden besonders hohe Ansprüche an die Materialien im Stößel- und Düsenbereich gestellt, um z.B. ein ungenügendes Abreißen des Tropfens oder eine Sedimentation bzw. Agglomeration zu verhindern. Auch die Abrasion, die durch flüssige Medien mit Füllstoffanteilen verursacht werden kann, belastet besonders Stößel und Düse. Bei Hochleistungsventilen können hier kurzzeitig Materialdrücke bis 1000 bar auftreten.

Durch die Verwendung von hochabriebfesten Materialien bei der einzigartigen Stößelaufhängung der neuen MDS 3010+-/3020+-Series wird dieser Effekt enorm verringert und maximale Stabilität erzielt. Das modulare Design der Systeme erlaubt extrem flexible, vom Anwender definierte Konfigurationen mit einer großen Auswahl an Düsen, Stößel und Fluidiken. Die Steuereinheit MDC 3090+ ist auch kompatibel mit allen MDV 3010A- und MDV 3020A-Ventilen.

Eine lokale Düsenheizung kann jederzeit optional hinzugefügt werden und arbeitet perfekt mit dem externen Vermes Heizungscontroller MFC universal zusammen. Der Ventilaufbau trennt streng zwischen Nass- und Trockenenbereich, wodurch die Wartung einfach und ökonomisch ist. Das Unternehmen hat hier ein völlig anderes Wirkprinzip entwickelt.

„In unserer R&D-Abteilung werden Kundenwünsche zeitnah diskutiert und fließen unmittelbar in unsere Produktlösungen ein. Wir als unabhängiger Hersteller können stets flexibel auf die speziellen Anforderungen unserer Kunden eingehen“, erklärt der Geschäftsführer.