Dosierverfahren im Vergleich
Die fluide Dosiertechnik umfasst Verfahren zum kontrollierten Fördern, Dosieren und Auftragen flüssiger bis hochviskoser Medien. Dazu zählen beispielsweise Klebstoffe, Dichtstoffe, Öle, Fette, Vergussmassen sowie Leit- und Lötpasten.
Welches Dosierverfahren für eine Anwendung geeignet ist, hängt unter anderem vom Material, der gewünschten Dosiermenge, der geforderten Wiederholgenauigkeit, der Taktzeit und dem Automatisierungsgrad ab.
1-Komponenten-Materialien
1-Komponenten-Materialien, kurz 1K-Materialien, werden gebrauchsfertig bereitgestellt. Vor der Verarbeitung müssen keine getrennten Komponenten miteinander vermischt werden.
- direkt verarbeitungsbereit
- kein definiertes Mischungsverhältnis erforderlich
- vergleichsweise einfacher Systemaufbau
- für manuelle und automatisierte Dosierprozesse geeignet
2-Komponenten-Materialien
2-Komponenten-Materialien, kurz 2K-Materialien, bestehen aus zwei getrennt gelagerten Komponenten. Diese werden erst während des Dosierprozesses im vorgegebenen Verhältnis zusammengeführt.
- getrennte Förderung von Komponente A und B
- definiertes Mischungsverhältnis erforderlich
- Zusammenführung unmittelbar vor der Dosierung
- Vermischung beispielsweise über einen statischen Mischer
- KlebstoffeVon niedrigviskosen Cyanacrylaten bis zu hochviskosen Strukturklebstoffen.
- DichtstoffeKontrollierter Auftrag von Dichtnähten, Punkten und definierten Konturen.
- VergussmassenFür das Füllen, Vergießen und Schützen elektronischer oder mechanischer Komponenten.
- Öle und FetteGezielte Schmierung und definierter Materialauftrag in Montage- und Wartungsprozessen.
- Lacke und BeschichtungenDosierter Auftrag kleiner Mengen oder definierter Beschichtungen.
- Leit-, Wärmeleit- und LötpastenPräziser Auftrag pastöser Medien in Elektronik- und Montageprozessen.
Beim Zeit-Druck-Dosieren wird das Material mithilfe von Druck aus einem Behälter gefördert. Die ausgegebene Materialmenge wird hauptsächlich über den anliegenden Druck und die Dosierzeit beeinflusst.
Das Verfahren eignet sich für zahlreiche flüssige und pastöse Medien und wird sowohl für manuelle Dosierarbeitsplätze als auch für automatisierte Anwendungen eingesetzt.
- einfacher Systemaufbau
- flexibel einsetzbar
- für viele 1K-Materialien
- manuell und automatisiert einsetzbar
Das Dosiermedium befindet sich beispielsweise in einer Kartusche, Spritze, Großkartusche oder einem Druckbehälter.
Das Material beziehungsweise der Materialbehälter wird mit einem definierten Druck beaufschlagt.
Das Dosiergerät oder die Anlagensteuerung gibt das Material für eine festgelegte Zeit frei.
Das Medium wird über eine Dosiernadel, Düse oder ein Dosierventil auf das Bauteil aufgetragen.
Bei einem Zeit-Druck-System hängt die tatsächlich ausgegebene Materialmenge nicht ausschließlich von Druck und Zeit ab. Auch folgende Faktoren können den Prozess beeinflussen:
- Viskosität des Materials
- Materialtemperatur
- Durchmesser und Länge der Dosiernadel oder Düse
- Materialdruck
- Dosierzeit
- Füllstand und Materialversorgung
- Gegendruck an der Dosierstelle
Je stabiler diese Prozessparameter gehalten werden, desto reproduzierbarer kann dosiert werden.
Auch zweikomponentige Materialien können nach dem Zeit-Druck-Prinzip verarbeitet werden. Dabei werden die Komponenten A und B getrennt gefördert und anschließend im erforderlichen Verhältnis zusammengeführt.
Die Vermischung erfolgt üblicherweise unmittelbar vor dem Auftrag über einen geeigneten statischen Mischer, welcher direkt an den Materialausgang der Kartusche angeschlossen wird.
Bei Anwendungen mit besonders hohen Anforderungen an ein konstantes Mischungsverhältnis kann eine volumetrische 2K-Dosierung sinnvoller sein.
Sofort verfügbar
Beim volumetrischen Dosieren wird die Materialmenge über ein definiertes Fördervolumen bestimmt. Im Gegensatz zur Zeit-Druck-Dosierung wird die Dosiermenge nicht primär durch Druck und Öffnungszeit erzeugt, sondern durch die gezielte Bewegung eines Verdrängerelements.
Welches Pumpenprinzip geeignet ist, hängt unter anderem von der Viskosität, der gewünschten Dosiermenge, vorhandenen Füllstoffen und deren Abrasivität sowie von den Anforderungen des Dosierprozesses ab.
Bei einer Exzenterschneckenpumpe dreht sich ein schraubenförmiger Rotor exzentrisch in einem Stator. Dabei entstehen definierte Förderkammern, die das Material kontinuierlich und gleichmäßig vom Einlass zum Auslass transportieren.
Das Material wird dabei vergleichsweise schonend gefördert. Durch die sehr gleichmäßige Materialausgabe eignet sich dieses Prinzip besonders für:
Lieferzeit auf Anfrage
- kleine bis sehr kleine Dosiermengen
- präzise Raupenapplikationen
- kontinuierliche Dosierprozesse
- Medien im mittleren Viskositätsbereich
- automatisierte 1K- und 2K-Anwendungen
Bei einer Zahnradpumpe fördern zwei ineinandergreifende Zahnräder das Material in definierten Volumenkammern kontinuierlich durch die Pumpe.
Das Zahnradprinzip zeichnet sich insbesondere durch einen gleichmäßigen Materialfluss und eine hohe Druckstabilität aus. Dadurch eignet es sich sehr gut für anspruchsvolle Raupenapplikationen und für hochviskose Medien, die mit hoher Prozessgeschwindigkeit und wiederholgenau verarbeitet werden müssen.
Typische Einsatzbereiche sind:
- hochviskose Klebstoffe und Dichtstoffe
- kontinuierliche Kleberaupen
- hohe Förderleistungen
- schnelle automatisierte Dosierprozesse
- Anwendungen mit hohem Materialgegendruck
- wiederholgenaue Dosierung
Lieferzeit auf Anfrage
Bei einer peristaltischen Schlauchpumpe wird das Dosiermedium durch einen flexiblen Schlauch gefördert. Rollen drücken den Schlauch nacheinander zusammen und transportieren das Medium dadurch in Förderrichtung.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass das Material ausschließlich mit dem Schlauch in Berührung kommt. Pumpe und Antrieb bleiben vom Medium getrennt. Das erleichtert Reinigung und Materialwechsel und eignet sich besonders für empfindliche, aggressive oder verunreinigungskritische Medien.
Sofort verfügbar
Typische Eigenschaften:
- Medium berührt ausschließlich den Schlauch
- einfacher Materialwechsel
- geringer Reinigungsaufwand
- gut für niedrig- bis mittelviskose Medien
- Dosiermenge über Drehzahl und Laufzeit steuerbar
- geeignet für kontinuierliche oder intermittierende Dosierung
| Vergleich | Exzenterschnecke | Zahnradpumpe | Peristaltische Schlauchpumpe |
|---|---|---|---|
| Funktionsprinzip | Ein exzentrisch rotierender Rotor bildet zusammen mit dem Stator definierte Förderkammern. | Zwei ineinandergreifende Zahnräder transportieren das Material in definierten Volumenkammern. | Rollen drücken einen flexiblen Schlauch abschnittsweise zusammen und fördern das Material weiter. |
| Besondere Stärke |
|
|
|
| Dosiermengen | Besonders gut für kleine bis sehr kleine Dosiermengen. | Gut für kleine bis größere kontinuierliche Fördermengen. | Gut für kleine bis mittlere Fördermengen, abhängig von Schlauch und Pumpengröße. |
| Viskosität | Besonders geeignet für niedrig- bis mittelviskose sowie je nach Ausführung auch höher viskose Medien. | Besonders geeignet für mittel- bis hochviskose Medien. | Vor allem für niedrig- bis mittelviskose Medien geeignet. |
| Füllstoffe | Gefüllte Materialien sind möglich. Bei abrasiven Füllstoffen müssen Rotor und Stator entsprechend ausgelegt werden. | Füllstoffe sind abhängig von Partikelgröße und Abrasivität möglich. Stark abrasive Medien können den Verschleiß erhöhen. | Gefüllte Medien können je nach Schlauch, Partikelgröße und Materialeigenschaften verarbeitet werden. |
| Druckstabilität | hoch | sehr hoch | mittel |
| Raupenapplikation | Sehr gut für feine, gleichmäßige und kontinuierliche Raupen. | Sehr gut für schnelle und druckstabile Kleberaupen, insbesondere bei höheren Viskositäten. | Für kontinuierliche Materialausgabe geeignet, wenn keine extrem hohe Dosiergenauigkeit erforderlich ist. |
| Materialkontakt | Materialkontakt mit Rotor, Stator und Fluidik. | Materialkontakt mit Zahnrädern und Fluidik. | Materialkontakt ausschließlich mit dem Schlauch. |
| Reinigung & Materialwechsel | Reinigung der medienberührenden Pumpenteile erforderlich. | Reinigung der medienberührenden Pumpenteile erforderlich. | Besonders einfach, da in vielen Anwendungen lediglich der Schlauch gewechselt werden muss. |
| 2K-Dosierung | Sehr gut für präzise 2K-Dosierung und kleine Mischmengen geeignet. | Sehr gut für kontinuierliche 2K-Dosierung mit definiertem Mischungsverhältnis geeignet. | Grundsätzlich möglich, abhängig von den Anforderungen an Mischungsverhältnis und Dosiergenauigkeit. |
| Beispiel | 2K-Micro-Dos | 2-K-DOS | Peristaltisches Dosiersystem |
Neben dem eigentlichen Dosierprinzip spielt auch die Art des Materialauftrags eine wichtige Rolle.
Beim Jet-Dosieren wird das Medium ohne direkten Kontakt zwischen Dosierdüse und Bauteil auf die Oberfläche aufgebracht. Einzelne Tropfen werden aus einer definierten Entfernung auf das Werkstück ausgestoßen.
Das Verfahren eignet sich insbesondere für schnelle automatisierte Prozesse, schwer zugängliche Dosierstellen und Anwendungen, bei denen ein Kontakt mit dem Bauteil vermieden werden soll.
Mehr über Jet-Dosieren erfahren: Zur Kategorie
Lieferzeit auf Anfrage
Sofort verfügbar
Für die Auswahl der passenden Dosiertechnik sind Material, Viskosität, Dosiermenge, Bauteilgeometrie und gewünschter Automatisierungsgrad entscheidend. Gerne analysieren wir Ihre Anwendung und empfehlen eine geeignete Lösung.
FAQ - Häufig gestellte Fragen zu Dosierverfahren
Beim Zeit-Druck-Dosieren wird die Materialmenge hauptsächlich durch den Materialdruck und die Dosierzeit beeinflusst. Bei einem volumetrischen System wird dagegen ein definiertes Materialvolumen durch ein Verdrängerelement gefördert.
Das hängt von der Anwendung und den Prozessbedingungen ab. Volumetrische Systeme bieten bei geeigneter Auslegung eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit. Zeit-Druck-Systeme können ebenfalls reproduzierbar arbeiten, reagieren jedoch stärker auf Veränderungen von Viskosität, Temperatur, Druck und Materialversorgung.
Ja. Sowohl Zeit-Druck- als auch volumetrische Systeme können für hochviskose Materialien ausgelegt werden. Entscheidend sind unter anderem Materialeigenschaften, Förderdruck, Dosiermenge und die verwendeten Komponenten.
Ja. Beide Komponenten können getrennt gefördert und anschließend miteinander vermischt werden. Für besonders hohe Anforderungen an ein konstantes Mischungsverhältnis werden häufig volumetrische 2K-Systeme eingesetzt.
Zeit-Druck und volumetrisches Dosieren beschreiben hauptsächlich, wie eine definierte Materialmenge erzeugt beziehungsweise gefördert wird. Jet-Dosieren beschreibt dagegen vor allem die berührungslose Art des Materialauftrags.
Entscheidend sind unter anderem Materialart, Viskosität, gewünschte Dosiermenge, Wiederholgenauigkeit, Taktzeit, Gebindegröße, 1K- oder 2K-Verarbeitung sowie der gewünschte Automatisierungsgrad.