Architektúra rozdeľovača je dôležitá, pretože určuje, ako kompaktný, čistiteľný a škálovateľný môže byť váš fluidický systém. Ovplyvňuje počet rozhraní, trasu vedenia, použitý materiál a úsilie potrebné na prechod z prototypu do sériovej výroby.
Keď váš tím verí, že technológia rozdeľovača je správnym smerom, kľúčová otázkou je praktická: ktorý prístup poskytne vášmu zariadeniu správnu rovnováhu medzi rozmermi, mŕtvym objemom, čistiteľnosťou, vyrobiteľnosťou a nákladmi?
Dobre navrhnutá fluidná rozdeľovačová architektúra môže vášmu tímu pomôcť:
Pred doladením dráh, vrstiev alebo materiálov, potvrďte trasu požadovanú vašou architektúrou. Väčšina tímov pred dosiahnutím tohto bodu porovná niekoľko typov fluidických rozdeľovačov.
Rozloženie založené na potrubiach často vyhovuje skorým prototypom, pretože ich možno rýchlo meniť. Môže byť náročnejšie na správu, keď sa zariadenie zmenší, stane sa prehľadnejším a viac zameraným na výrobu. Viac potrubí a spojok môže viesť k väčšiemu počtu montážnych krokov, väčšiemu množstvu potenciálnych miest úniku a väčším odchýlkam medzi jednotlivými montážami.
Obrábané rozdeľovače môžu dobre fungovať pri jednoduchších tvaroch, robustnej mechanickej konštrukcii alebo rozložení, kde priečne vŕtané obrábanie zodpovedá konceptu kanálov. Môžu však byť obmedzujúce, ak si návrh vyžaduje zložité vnútorné vedenie cez niekoľko vrstiev.
Bonded Manifolds môžu zabezpečiť jednoduché preplachovanie vnútorných kanálov, ponúkajú kompaktné rozloženia, zatiaľ čo viacvrstvové rozdeľovače sú ideálne pre zložitejšie vedenie. Difúzne lepenie zlučuje jednotlivé polymérové vrstvy bez potreby použitia lepidla v spojovanej oblasti. Toto môže byť vhodné pre návrh mikrofluidických rozdeľovačov, kde sú jasne vedené kanály, nízke riziko kontaminácie a malá veľkosť zásadné.
Integrovaný fluidický systém predstavuje viac než len rozdeľovač. Ide tiež o to, akým spôsobom sa integrujú ventily, spojky, potrubia, riadenie tlaku a snímače, a ako bude prebiehať montáž a testovanie. Je to dôležité, keď váš tím chce menej samostatných rozhraní dodávateľov a jasnejší proces od prispôsobeného rozdeľovača k funkčnému subsystému.
Efektívne porovnanie technológie rozdeľovača začína obmedzeniami aplikácie, nie preferenciami. Pred rozhodnutím, či je lepšou voľbou Bonded Manifold, obrábaný rozdeľovač alebo integrovaná kvapalinová zostava, zvážte faktory, ktoré menia návrhy a požiadavky na uskutočniteľný dizajn.
V začiatkoch vašej technickej revízie zahrňte tieto body:
Neexistuje univerzálna odpoveď na otázku, či je lepší Bonded Manifold alebo opracovaný rozdeľovač. Obe možnosti majú svoje miesto. Správne rozhodnutie závisí od tvaru, materiálu, výrobnej metódy a potrieb integrácie.
Bonded Manifold môže byť ideálnym riešením, keď si aplikácia vyžaduje zložité vnútorné kanály, kompaktné vedenie, viac vrstiev alebo vysokú funkčnú hustotu na malom priestore. V aplikáciách v oblasti prírodných vied to môže umožniť kompaktný dizajn fluidných systémov a pomôcť zjednotiť prúdenie kvapalín, ktoré by si inak vyžadovalo niekoľko potrubí, spojok a konektorov.
Opracovaný batériový blok môže byť vhodnejší na jednoduchšie usporiadanie kanálov, špecifické mechanické požiadavky alebo aplikácie, kde je cesta priamejšia. Môže to byť tiež dobrá voľba, keď si tvar nevyžaduje vrstvené vnútorné vedenie.
Ako radu pri rozhodovaní použite tieto otázky:
Ak odpovede naznačujú kompaktné, viacvrstvové vnútorné vedenie, stojí za zváženie Bonded Manifold.
Náklady na návrh Bonded Manifold závisia od rozhodnutí pri jeho návrhu. To neznamená, že by ste sa mali vyhýbať zložitým návrhom. V kompaktných systémoch pre prírodné vedy môže mať zmysel zložitejší rozdeľovač, ak znižuje potrebu potrubí, spojok, manuálnej montáže, kontroly únikov, údržby alebo rizík spojených s kontrolou kvality na inom mieste v zariadení.
Úsilie sa zvyčajne dá zvládnuť, keď je možné v aplikácii použiť jednoduchší dizajn. PMMA, dvojvrstvové koncepty, menej dráh, jednostranné obrábanie, kompaktné rozmery a obmedzené obrábanie po procese lepenia môžu všetky pomôcť urobiť dizajn efektívnejším na výrobu. Plánovanie vonkajších prvkov na jednej strane, kde je to možné, môže tiež znížiť zbytočné výrobné úsilie.
Viac práce môže byť potrebné, keď si aplikácia vyžaduje vyšší výkon materiálu, viac vrstiev alebo zložitejšie vnútorné vedenie. PEI namiesto PMMA, veľa dráh na viacerých úrovniach, obojstranné obrábanie, väčšie rozmery a dodatočné obrábanie po procese lepenia pre vonkajšiu geometriu, závity alebo vonkajšie prvky – to všetko prispieva k zvyšovaniu zložitosti dizajnu a výroby.
Posúdenie jednoduchosti výroby fluidických systémov, by sa nemalo ponechať až na okamih, keď prototyp funguje. Malo by ísť o súčasť diskusie o architektúre.
Prototyp síce môže dokázať, že fluidická funkcia funguje, ale vyrobiteľnosť by mala byť predmetom diskusie už od začiatku. Dlhé potrubné trasy, veľa manuálnych spojov, ťažko čistiteľné oblasti alebo zle umiestnené rozhrania môžu spomaliť montáž a neskôr skomplikovať validáciu.
Škálovateľná architektúra rozdeľovača by mala tímu pomôcť potvrdiť tieto aspekty:
✔ Dá sa cesta kvapaliny opakovane zostaviť?
✔ Môže návrh znížiť objem prác pri manuálnej inštalácii potrubí a spojok?
✔ Dosahujú sa pri čistení alebo preplachovaní dôležité oblasti?
✔ Dajú sa ventily, spojky alebo riadenie tlaku bez problémov integrovať?
✔ Môže architektúra podporovať prototypovú, pilotnú a sériovú výrobu?
✔ Môžu byť návrhové údaje použité na štruktúrované hodnotenie dodávateľov?
Preto je kompaktný fluidný dizajn viac než len optimalizácia rozloženia. Je to cesta k pripravenosti na výrobu.
Festo môže poskytnúť podporu pre projekty špecifické pre zákazníka od inžinieringu a výroby batériových blokov, až po funkčné podsystémy s finálnym testovaním, a to v závislosti od aplikácie a rozsahu projektu. Aby sme to dosiahli, kombinujeme naše interné možnosti diffusion bonded manifold s existujúcim portfóliom katalógových produktov, ako sú ventily, spojky, potrubia, regulácia tlaku, ako aj naše odborné znalosti v oblasti strojárenstva, montáže a testovania.
Tento prístup často vyhovuje komplexným, vysoko presným mikrofluidným batériovým blokom s mnohými kanálmi na malej ploche, polymérmi, ako PMMA alebo PEI, s nízkym rizikom kontaminácie a jasnou integráciou s ventilmi alebo inými súčasťami riadenia tekutín. Od získania bývalej spoločnosti Carville Diffusion Bonding Technology môžeme kombinovať katalógové komponenty s diffusion bonded manifolds na vytvorenie kompaktných, prispôsobených riešení.