Návrh bateriového bloku je důležitý, protože určuje, jak kompaktní, snadno čistitelný a škálovatelný může být váš fluidní systém. Má vliv na počet rozhraní, cestu vedení, použité materiály a úsilí potřebné k přechodu od prototypu k sériové výrobě.
Jakmile váš tým dospěje k názoru, že technologie bateriového bloku je vhodným směrem, klíčová otázka je praktická: který přístup poskytne vašemu zařízení správnou rovnováhu mezi zastavěnou plochou, mrtvým objemem, čistitelností, vyrobitelností a náklady?
Dobře navržený fluidní bateriový blok může vašemu týmu pomoci:
Než začnete zpřesňovat trasy, vrstvy nebo materiály, potvrďte trasu, kterou vaše architektura vyžaduje. Většina týmů již porovnala několik typů bateriových bloků pro kapaliny, než dospěla k tomuto bodu.
Rozvržení založené na hadičkách často vyhovuje raným prototypům, protože je lze rychle měnit. Mohou se také stát obtížněji zvládnutelnými, jak se zařízení zmenšuje, zjednodušuje a více zaměřuje na výrobu. Více hadiček a šroubení může vést k více montážním krokům, většímu množství potenciálních míst úniku a větší variabilitě mezi jednotlivými montážemi.
Obráběné bateriové bloky mohou dobře fungovat pro jednodušší geometrie, robustní mechanickou konstrukci nebo rozvržení, kde vrtání napříč odpovídá konceptu kanálů. Avšak mohou být omezující, když návrh vyžaduje komplexní vnitřní vedení přes několik vrstev.
Bonded manifolds zajišťují snadné proplachování vnitřních kanálů, nabízejí kompaktní rozvržení, zatímco vícevrstvé manifolds jsou ideální pro složitější vedení. Difuzní spojení pojistí jednotlivé polymerové vrstvy bez nutnosti použít lepidlo ve spojované oblasti. Tento postup může být vhodný pro návrh mikrofluidních bateriových bloků, kde jsou klíčové jasně vedené kanály, nízké riziko kontaminace a malý půdorys.
Integrovaný fluidní systém zahrnuje víc než jen bateriový blok. Zahrnuje také integraci ventilů, šroubení, hadiček, řízení tlaku a čidel, stejně jako způsob montáže a testování. To je důležité, pokud váš tým usiluje o méně oddělených dodavatelských rozhraní a jasnější proces od přizpůsobeného bateriového bloku po funkční subsystém.
Efektivní porovnání technologie bateriového bloku začíná aplikačními omezeními, nikoli preferencemi. Než se rozhodnete, zda je nejvhodnější volbou bonded manifold, obráběný bateriový blok nebo integrovaný fluidní modul, zamyslete se nad faktory, které promění návrhy rozložení a požadavky v proveditelný design.
Zahrňte tyto body na začátku vaší technické analýzy:
Na otázku, zda zvolit bonded manifold nebo obráběný bateriový blok, neexistuje univerzální odpověď. Oba postupy mají své místo. Správné rozhodnutí závisí na geometrickém uspořádání, materiálu, způsobu výroby a požadavcích na integraci.
Bonded manifold může být vhodný v případě, že aplikace vyžaduje složité vnitřní kanály, kompaktní vedení, více vrstev nebo vysokou funkční hustotu na malém prostoru. V aplikacích pro biologické vědy může umožnit kompaktní fluidní design a pomoci spojit tok kapalin, který by jinak vyžadoval několik trubek, šroubení a konektorů.
Obráběný bateriový blok může být vhodnější pro jednodušší uspořádání kanálů, specifické mechanické požadavky nebo aplikace, kde je cesta přímější. Může to být také dobrá volba, pokud geometrie nevyžaduje vrstvené vnitřní vedení.
Použijte tyto otázky ke správnému rozhodnutí:
Pokud odpovědi naznačují kompaktní, vícevrstvé vnitřní vedení, stojí za zvážení bonded manifold.
Náklady na návrh bonded manifold závisí na rozhodnutích o návrhu. To neznamená, že by se měly složité návrhy vyhýbat. V kompaktních systémech pro biologické vědy může být složitější bateriový blok smysluplný, pokud snižuje množství hadiček, šroubení, ruční montáže, kontroly úniků, údržby nebo riziko při kontrole kvality na jiném místě zařízení.
Úsilí obvykle zůstává zvládnutelné, pokud lze v aplikaci použít jednodušší cestu návrhu. PMMA, dvouvrstvé koncepty, méně dráh, jednostranné obrábění, kompaktní rozměry a omezené obrábění po procesu spojování mohou všechny pomoci udržet návrh efektivnější pro výrobu. Plánování vnějších prvků na jedné straně, kde je to možné, může také snížit zbytečné úsilí při výrobě.
Více práce může být zapotřebí, pokud aplikace vyžaduje vyšší výkon materiálu, více vrstev nebo složitější vnitřní trasování. PEI místo PMMA, mnoho drah přes několik úrovní, oboustranné obrábění, větší rozměry a další obrábění po procesu spojování pro vnější geometrie, závity nebo vnější prvky, to vše přidává složitost návrhu a výroby.
Zjistit, jak snadné je vyrobit fluidní systémy, by nemělo být ponecháno až do funkčního prototypu. Mělo by to být součástí diskuze o architektuře.
Prototyp může potvrdit funkčnost fluidní funkce, ale vyrobitelnost by měla být diskutována od začátku. Dlouhé trasy hadiček, množství manuálních spojení, špatně čistitelné oblasti nebo špatně umístěná rozhraní mohou zpomalit montáž a později zkomplikovat validaci.
Škálovatelná architektura bateriového bloku by měla týmu pomoci potvrdit tyto aspekty:
✔ Lze dráhu tekutiny opakovaně sestavit?
✔ Může návrh snížit manuální práci s hadičkami a šroubením?
✔ Lze důležité oblasti účinně vyčistit nebo propláchnout?
✔ Lze ventily, šroubení nebo řízení tlaku čistě integrovat?
✔ Může architektura podporovat prototypovou, pilotní a sériovou výrobu?
✔ Mohou být návrhová data použita pro strukturované hodnocení dodavatelů?
Proto kompaktní fluidní design znamená víc než jen optimalizaci rozvržení. Je to cesta k připravenosti na výrobu.
Festo může podporovat projekty přizpůsobené zákazníkovi od návrhu a výroby bateriového bloku až po funkční subsystémy s finálním testováním, v závislosti na aplikaci a rozsahu projektu. K tomu kombinujeme naši interní schopnost diffusion bonded manifold s naším stávajícím portfoliem katalogových produktů, jako jsou ventily, šroubení, hadičky, řízení tlaku, stejně jako naše odborné znalosti v oblasti inženýrství, montáže a testování.
Tento přístup se často hodí pro složité, vysoce přesné mikrofluidní bateriové bloky s mnoha kanály na malé ploše, polymery jako PMMA nebo PEI, nízké riziko kontaminace a jasně definovanou integraci s ventily nebo jinými komponenty řízení kapalin. Od získání bývalé technologie Carville Diffusion Bonding můžeme kombinovat katalogové komponenty s diffusion bonded manifolds a vytvářet kompaktní, přizpůsobená řešení.