La dispensació, també coneguda com a encolat, aplicació d'adhesiu, recobriment, segellat o degoteig, és un procés pel qual s'apliquen, segellen o degotegen adhesius, oli o altres líquids sobre els productes per oferir funcions com ara unir, segellar, aïllar, assegurar, i suavitzant superfícies. Aquest procés s'aplica àmpliament i constitueix un aspecte integral dels processos de fabricació d'automòbils.
La dispensació es pot realitzar manualment o amb robots automatitzats. En la producció d'automòbils, generalment es prefereix la dispensació automatitzada de robots a causa del gran volum i ritme, malgrat els seus costos més elevats i els seus importants reptes tècnics. La dispensació automatitzada normalment es basa en un control pneumàtic per expulsar l'adhesiu dins de períodes de temps predeterminats, teòricament assegurant un volum constant cada vegada. L'ajust de la pressió de l'aire, el temps i la selecció de broquets d'agulla adequats poden regular el volum de cada cicle de dispensació. No obstant això, poden sorgir diversos reptes durant la producció real, que plantegen obstacles tecnològics crítics.
La investigació identifica diversos factors considerats problemàtics durant la dispensació:
- Coherència de la dispensació
- Precisió de la dispensació
- Manteniment d'equips
- Augment del ritme de producció
- Malbaratament d'adhesiu
- Formació d'operadors
- Retreballs i reparacions
- Coherència de la dispensació
En la producció de lots petits, la inconsistència és un problema comú i difícil. Aproximadament el 44% dels enquestats va indicar que, a causa de la producció en lots petits, sovint es prefereixen les operacions manuals sobre els robots automatitzats. La coherència entre cada peça és el major repte amb els mètodes manuals a causa dels canvis de personal que afecten la consistència.
Tanmateix, l'ús d'equips automatitzats avançats alleuja una mica els problemes de coherència. Entre els enquestats que utilitzaven dispensadors de sobretaula amb motor d'aire, el 37% va identificar la coherència com un repte. Per als que utilitzen sistemes de vàlvules pneumàtiques, el 32% va citar la coherència com un repte, mentre que només el 26% dels enquestats que utilitzaven sistemes de dispensació de desplaçament positiu ho consideraven un repte.
Tot i que la millora de l'equip de dispensació pot solucionar problemes de coherència, l'adherència a pautes senzilles, com ara resoldre problemes de bombolles d'aire, també pot avançar. Minimitzar les bombolles d'aire en els fluids abans de la dispensació és crucial per a una dispensació precisa.
Precisió de dispensació
La precisió de dispensació és un altre problema comú. De manera semblant a la coherència, el 41% dels enquestats amb operació manual i el 35% dels usuaris de dispensació pneumàtica van identificar la precisió de la dispensació com un repte.
Quan s'utilitzen sistemes de vàlvules pneumàtiques, com ara vàlvules de diafragma i sistemes de vàlvules d'agulla, els problemes de precisió són menys pronunciats. Alguns fabricants utilitzen sistemes de raig avançats, com ara vàlvules de raig pneumàtics electròniques i vàlvules de raig piezoelèctrics, per millorar significativament la precisió.
Els avenços en màquines dispensadores pneumàtiques també contribueixen a millorar la precisió. Les millores del programari permeten que moltes màquines realitzin operacions de dispensació multipunt, accelerant la velocitat de producció.
Les bombolles d'aire dels adhesius també afecten la precisió de dispensació. Eliminar l'aire dels fluids abans de la dispensació és clau per a una dispensació precisa.
Manteniment d'equips
El manteniment dels equips sempre ha estat un repte, que ha implicat desmuntatge, neteja, lubricació i manteniment en temps d'inactivitat. A diferència dels punts anteriors, els mètodes de dispensació automatitzats augmenten la dificultat del manteniment dels equips.
El 2017 i el 2018, el 46% i el 45% dels enquestats, respectivament, van considerar que el manteniment dels sistemes de dispensació de desplaçament positiu era el principal repte.
A més, el 39% i el 33% dels enquestats el 2017 i el 2018, respectivament, consideraven el manteniment dels sistemes de vàlvules pneumàtiques com un repte.
A més, el 35% dels enquestats el 2018 va trobar que el manteniment dels equips del sistema de vàlvules pneumàtics era especialment difícil.
En comparació amb les vàlvules pneumàtiques i els sistemes de vàlvules de raig, més enquestats consideren que els sistemes de dispensació de desplaçament positiu són més problemàtics a causa dels seus components més complexos, que requereixen més temps per al desmuntatge i la neteja. Tanmateix, l'avantatge dels sistemes de desplaçament positiu rau en la seva capacitat de proporcionar una dispensació contínua i repetible independentment de la viscositat del fluid o dels canvis en el temps.
Els últims avenços en la tecnologia de dispensació, incloses les vàlvules pneumàtiques i les vàlvules piezoelèctriques de raig, redueixen el temps de manteniment mitjançant un disseny innovador de productes. Les pinces d'alliberament ràpid integrades en els dissenys de la vàlvula permeten als operadors eliminar ràpidament el fluid mentre instal·len la vàlvula al sistema d'automatització, eliminant la necessitat de desmuntar per netejar i restaurar, estalviant així una quantitat important de temps de manteniment. De fet, es pot aconseguir un canvi perfecte entre diversos fluids amb una preparació adequada, minimitzant el temps d'inactivitat a només uns quants minuts.
Acceleració del ritme de producció
Per a alguns proveïdors de components, augmentar la velocitat de producció és una prioritat a causa de la gran demanda que garanteix que els productes es vendran tan bon punt es produeixin. Qualsevol temps d'inactivitat equival a pèrdua d'ingressos. El 2018, aproximadament el 44% dels enquestats van indicar que accelerar el ritme de producció era el seu principal repte. Entre els enquestats que utilitzaven sistemes d'automatització de sobretaula, el 43% va expressar la necessitat urgent d'augmentar la velocitat de producció.
Normalment, quan es requereixen volums de producció més elevats, l'ús de sistemes d'automatització de banc permet als robots dispensar líquids per lots, substituint els modes un a un i augmentant significativament les velocitats de producció.
Els enquestats van considerar que la velocitat de producció era un problema dels sistemes de dispensació automatitzats, possiblement perquè els fabricants dissenyen intencionadament les velocitats de moviment dels robots per ser lentes, sense superar els llindars de seguretat, evitant així la necessitat de tancar-los en sistemes de protecció de seguretat.
Els últims robots de dispensació de sobretaula estan dissenyats específicament per escurçar els cicles de dispensació. Aquests nous robots utilitzen accionaments de cargol de boles en lloc d'accionaments per corretja per a un posicionament més ràpid i precís. Alguns models poden aconseguir una repetibilitat de posició de ±0,003 mil·límetres.
Malbaratament i entrenament
Finalment, les preocupacions notables inclouen el malbaratament d'adhesius, la formació de l'operador, la reelaboració i la ferralla.
Tot i que el malbaratament d'adhesiu pot semblar insignificant, s'acumula amb el temps, la qual cosa comporta costos importants. Un mètode comú per reduir el malbaratament d'adhesiu és utilitzar components de dispensació d'un sol ús, com ara barrils de xeringues i pistons, dissenyats per evitar qualsevol residu d'adhesiu després de la dispensació. Algunes peces estan dissenyades específicament per minimitzar els residus. Les línies d'alimentació més curtes entre els dipòsits de fluids i les vàlvules de dispensació també poden ajudar a reduir els residus. L'ús de vàlvules de dispensació especialitzades també pot ajudar a una distribució òptima de l'adhesiu, minimitzant el malbaratament.
La formació dels treballadors sempre ha estat un repte en qualsevol aplicació d'equip o procés, i la dispensació no és una excepció, especialment per als sistemes de jet complexos i els robots de sobretaula. Una manera de superar-ho és col·laborar amb els proveïdors d'equips de dispensació per oferir formació als empleats durant el subministrament, les proves i la depuració d'equips, generant paràmetres documentats durant les proves per servir d'orientació per a la formació dels operadors. Les actualitzacions de programari també poden reduir significativament el temps de formació de l'operador. Alguns proveïdors d'equips inverteixen molt en el desenvolupament d'interfícies de programari intuïtives per simplificar la configuració i la programació dels robots de dispensació, reduint així la necessitat de formació de l'operador.
