A manifold-architektúra fontos, mert meghatározza, hogy folyadékrendszere mennyire lehet kompakt, tisztítható és skálázható. Hatással van az interfészek számára, az útvonalvezetésre, a felhasznált anyagra, valamint az erőfeszítésre, amely szükséges a prototípustól a sorozatgyártásig való átmenethez.
Amint a csapata úgy véli, hogy a manifold-technológia megfelelő irány, a kulcskérdés egy gyakorlati: melyik megközelítés biztosítja készüléke számára a megfelelő egyensúlyt a helyigény, a holttér, a tisztíthatóság, a gyárthatóság és a költségek között?
Egy jól kialakított folyadék manifold-architektúra segíthet csapatának:
Mielőtt finomítaná a pályákat, rétegeket vagy anyagokat, erősítse meg az architektúra által igényelt útvonalat. A legtöbb csapat több folyadékos manifold-típust hasonlított már össze, mire elérik ezt a pontot.
A csőrendszer-alapú elrendezések gyakran megfelelnek a korai prototípusokhoz, mivel gyorsan módosíthatók. Ezek kezelése nehezebbé válhat, ahogy a készülék kisebbé, átláthatóbbá és termelésközpontúbbá válik. Több cső és csavarzat több összeszerelési lépést, több potenciális szivárgási pontot és nagyobb eltérést eredményezhet az egyes összeszerelések között.
A megmunkált manifoldok jól működhetnek egyszerűbb geometriai kialakításokhoz, masszív mechanikai szerkezetekhez vagy olyan elrendezésekhez, ahol a keresztfúrt megmunkálás illeszkedik a csatornakoncepcióhoz. Azonban visszatartóvá válhatnak, ha a tervezés bonyolult belső csatornázást igényel, több rétegen keresztül.
A ragasztott manifoldok biztosítják, hogy a belső csatornák könnyen átöblíthetők legyenek, tömör elrendezést kínálnak, míg a többrétegű manifoldok kiválóak a bonyolultabb irányításra. A diffúziós kötés egyesíti a polimerrétegeket anélkül, hogy ragasztót kellene használni a ragasztott területen. Ez alkalmas lehet mikrofluidikus manifoldok tervezéséhez, ahol alapvető fontosságúak a jól irányított csatornák, alacsony szennyezési kockázat és a kis helyigény.
Az integrált fluidikai rendszer nem csupán a manifold testéről szól. Arról is szól, hogy hogyan integrálódnak a szelepek, csavarzatok, csövek, nyomásszabályozás és érzékelők, valamint hogyan zajlik az összeszerelés és a tesztelés. Ez fontos, ha csapata kevesebb különálló beszállítói interfészt és egyértelműbb folyamatot szeretne az egyedi manifoldoktól a működő alrendszerig.
Az eredményes manifold-technológiai összehasonlítás az alkalmazási korlátozásokkal kezdődik, nem az előnyben részesítésekkel. Mielőtt eldöntené, hogy bonded manifold, megmunkált manifold vagy integrált fluidikai egység a legmegfelelőbb, gondolja át azokat a tényezőket, amelyek az elrendezési ötleteket és követelményeket megvalósítható tervvé alakítják.
Vegye figyelembe ezeket a pontokat már a műszaki felülvizsgálat korai szakaszában:
Nincs univerzális válasz arra a kérdésre, hogy a manifold ragasztott vagy gépileg megmunkált legyen. Mindkét megoldásnak megvan a maga helye. A megfelelő döntés a geometriai kialakítástól, az anyagtól, a gyártási módtól és az integrációs igényektől függ.
A bonded manifold kiváló választás lehet, ha az alkalmazásnak összetett belső csatornákra, kompakt elrendezésre, több rétegre vagy magas funkcionális sűrűségre van szüksége, kis helyen. Az élettudományi alkalmazásokban ez lehetővé teszi a kompakt fluidikai tervezést, és segíthet egy olyan folyadékút megtalálásában, amelyhez különben több csövet, csavarzatot és csatlakozót lenne szükséges használni.
A gépi megmunkálású manifold alkalmasabb lehet egyszerűbb csatorna-tervekhez, speciális mechanikai követelményekhez, vagy olyan alkalmazásokhoz, ahol az útvonal közvetlenebb. Ez akkor is jó választás lehet, ha a geometria nem igényli a rétegzett belső útvonalmeghatározást.
Használja ezeket a kérdéseket a döntéshozatalnál:
Ha a válaszok kompakt, többrétegű belső irányvezetést javasolnak, érdemes megfontolni egy bonded manifoldot.
Egy bonded manifold tervezésének költségei a tervezési döntésektől függnek. Ez nem jelenti azt, hogy a bonyolult tervezéseket el kellene kerülni. Kompakt élet-tudományi rendszerekben egy összetettebb manifold hasznos lehet, ha csökkenti a csövek, csavarzatok, kézi összeszerelés, szivárgás-ellenőrzés, karbantartás vagy minőség-ellenőrzési kockázatokat a készülék más részein.
Az erőfeszítés általában kezelhető marad, amikor az alkalmazásban egyszerűbb tervezési megoldás alkalmazható. A PMMA, két rétegű koncepciók, kevesebb pálya, egyoldalas megmunkálás, kompakt kialakítás és korlátozott megmunkálás a ragasztási folyamat után mind hozzájárulhatnak a hatékonyabb tervezéshez. A külső jellemzők egyoldalas tervezése, ahol lehetséges, szintén csökkentheti a felesleges gyártási erőfeszítéseket.
További munka szükséges lehet, ha az alkalmazás nagyobb anyagteljesítményt, több réteget vagy összetettebb belső elrendezést igényel. A PMMA helyett PEI, több pálya több szinten, kétoldalas megmunkálás, nagyobb méret és további ragasztás utáni megmunkálás külső geometria, menetek vagy külső jellemzők számára mind növelik a tervezési és gyártási bonyolultságot.
Nem szabad megvárni a prototípus működését ahhoz, hogy kiderüljön, mennyire könnyen gyárthatóak a fluidikus rendszerek. Ennek az építészeti megbeszélés részét kell képeznie.
A prototípus igazolhatja, hogy a fluid működés működik, de a gyárthatóságot az elejétől kezdve meg kell vitatni. Hosszú csővezetékek, sok kézi összeköttetés, nehezen tisztítható területek vagy rosszul elhelyezett interfészek lassíthatják az összeszerelést és bonyolíthatják a későbbi validálást.
Egy skálázható manifold-architektúra segíthet a csapatnak az alábbi szempontok megerősítésében:
✔ Az áramlási útvonal ismételten összeállítható?
✔ Csökkenthető-e a tervezéssel a kézi csővezeték- és csavarozási munka?
✔ A tisztítás vagy az átöblítés elérheti-e a fontos területeket?
✔ A szelepek, csavarzatok vagy a nyomásvezérlés tisztán integrálható?
✔ Támogatja-e az architektúra a prototípus, a kísérleti és a sorozatgyártást?
✔ Felhasználhatók-e a tervezési adatok egy strukturált beszállítói értékeléshez?
Ezért a kompakt fluidikai tervezés többről szól, mint a layout optimalizálása. Ez a gyártásra való felkészülés útja.
A Festo képes támogatni az ügyfélspecifikus projekteket a mérnöki munkától és manifold-gyártástól a funkcionális alrendszerek végső teszteléséig, az alkalmazástól és a projekt terjedelmétől függően. Ehhez a saját házon belüli diffusion bonded manifold képességünket kombináljuk meglévő katalógustermékeinkkel, mint például szelepek, csavarzatok, csővezetékek, nyomásszabályozás, valamint mérnöki, szerelési és tesztelési szakértelmünkkel.
Ez a megközelítés gyakran illeszkedik bonyolult, nagy pontosságú mikrofluidikus manifoldokhoz, amelyek kis helyen számos csatornát tartalmaznak, polimereket, mint például PMMA vagy PEI, alacsony szennyezési kockázatot és egyértelmű integrációt biztosítanak szelepekkel vagy más folyadékszabályozó komponensekkel. A korábbi Carville Diffúziós Kötéstechnológia megszerzése óta katalóguskomponenseket tudunk kombinálni diffusion bonded manifoldokkal, hogy kompakt, személyre szabott megoldásokat hozzunk létre.