Požadavek na rychlost a přesnost v selektivním lakování DPS

Co je to selektivní lakování? Selektivní lakování je nanášení uniformního filmu materiálu na DPS. Vzhledem k tomu, že proces je navíc nazýván selektivním, je zde tedy nutnost dodržení předpisu, kde lak být musí a naopak proces rovněž musí garantovat, kde lak být nesmí.

Obr. 1 DPS s naneseným ochranným lakem (pod UV osvětlením)

Obr. 2 Ukázka tvorby programu

Obr. 3 Aplikace laku pomocí spreje

Tohoto výsledku se ve většině případů dosahuje skládáním jednotlivých pásků do definovaných obrazců, aby bylo dosaženo požadovaného obrazce.

Přesnost a kvalita nanášení poté závisí na tom, jak přesně a s jakou opakovatelností je zařízení schopno nanášet jednotlivé „pásky“.

Obr. 4 Přesnost nanášení v závislosti na rychlosti u aplikátoru typu sprej (pod UV osvětlením)

Obr. 5 Aplikace laku pomocí aplikátoru typu „film coat“

Obr. 6 Ukázka přesnosti nanášení pomocí aplikátoru typu „flim coat“ (pod UV osvětlením)

Občas od potencionálních uživatelů slýchávám, že u aplikace selektivního lakování nepotřebují rychlost. Toto tvrzení mě přivádí k tomuto zamyšlení. Jak tedy efektivně nanášet tenkou uniformní vrstvu laku? Kýženého výsledku můžeme dosáhnout buď rozprášením laku na velmi malé částečky, spolu s velmi pomalým pohybem nebo nanášením většího množství materiálu vysokou rychlostí. Co je tedy z kvalitativního hlediska lepší?

Pokud rozprášíme lak na velmi jemné částečky, tak nám vzniká velké riziko, že se částečky laku rovněž nekontrolovatelně dostanou na místa, kde lak není žádoucí (zemnicí body, konektory, povrch LED apod.). Bavíme se tedy typicky o aplikátorech typu „sprej“. Pokud navíc u tohoto způsobu aplikace zvýšíme rychlost pohybu aplikátoru, tak výrazně klesá přesnost nanášení.

Obr. 7 Princip vzniku „dog bone“ efektu

Jaké řešení se tedy nabízí? Používání neatomizového aplikátoru, který umožňuje nanášet materiál ve spojení s vysokou rychlostí pohybu aplikátoru (max. 750 mm/s) s přesností nanášení 0,75 mm (např. aplikátor typu „film coat“ od firmy Asymtek). Další výhodou použití neatomizovaného aplikátoru je, že nedochází ke vzniku malých částeček laku a tudíž riziko kontaminace míst, kde lak není žádoucí, je tímto principem minimalizováno.

Dalším logickým požadavkem na selektivní lakování je zajištění uniformity a stejné tloušťky laku v celé délce nanášení. Pro dosažení tohoto požadavku je logicky zapotřebí nanášet materiál konstantní rychlostí.

Obr. 8 Princip lakování „on the fly“

Co se stane, pokud otevřeme aplikátor a až poté s ním začneme pohybovat?

Výsledkem je takzvaný „dog bone“ efekt neboli „efekt psí kosti“. Na začátku a na konci nanášeného pásku máme aplikováno větší množství materiálu. Tento způsob nanášení ale není v mnoha aplikacích z kvalitativního hlediska akceptovatelný.

Další možností je nanášení materiálu „on the fly“ neboli za letu. To znamená, že se nejprve robot uvede do pohybu a až po dosažení potřebné rychlosti dojde k otevření aplikátoru a začne se nanášet lak. Toto sofistikované řešení již rovněž vyžaduje, aby byla počítána balistika nanášení materiálů a otevírání ventilu musí být s dostatečným předstihem.

V tomto případě dosáhneme uniformního filmu po celé délce nanášeného pásku. Rovněž je ale zapotřebí mít na DPS dostatečný prostor pro akceleraci a zabrzdění. Pro minimalizaci těchto vzdáleností je tedy nutné, aby lakovací robot umožňoval co největší zrychlení.

Závěr

Jaké je tedy optimální řešení pro operaci selektivního lakování s vysokou přesností? Optimálním řešením se jeví nanášení laků neatomizovaným aplikátorem s konstantní rychlostí. V této konfiguraci je možno dosáhnout optimálních výsledků.

Rychlost nanášení je v tomto případě více technologickou nutností než požadavkem na kapacitu a propustnost pracoviště.