28 września 2021

 

(artykuł reklamowy)

Sklejające się ze sobą tworzywa, błędy w wykrojach, pyłki na lakierowanych powierzchniach. Pozornie niepowiązane ze sobą problemy z jakimi borykają się przedsiębiorstwa produkcyjne w szeregu branż, mogą mieć ze sobą więcej wspólnego niż mogłoby się wydawać.

Wiele gałęzi przemysłu – a przede wszystkim specjaliści w nich pracujący, codziennie zmagają się z efektem niepożądanego przyciągania się materiałów, sklejania powierzchni, czy uciążliwych zabrudzeń elementów przed lakierowaniem. Wielu traktuje to jak naturalną kolej rzeczy – naturę materiału, z którą należy po prostu żyć. Okazuje się jednak, że często rozwiązania tych pozornie drobnych, acz z różnych przyczyn nieakceptowalnych problemów są na wyciągnięcie ręki - zostały już dawno opracowane.

Przyczyna problemu - elektrostatyka

Mechanizm powstawania ładunków elektrostatycznych jest zjawiskiem dobrze poznanym. Kiedy dwa materiały oddziaływają na siebie, elektrony przemieszczają się pomiędzy atomami. Obszar, który utracił elektrony staje się naładowany dodatnio; a obszar, który uzyskał elektrony staje się naładowany ujemnie.

renex1


Zjawisko to znane jest każdemu – chociażby z pocierania włosów balonem – nie ogranicza się jednak do tarcia. Wyróżniamy 6 podstawowych typów oddziaływania:

renex2


Natomiast to jakie materiały elektryzują się dobrze obrazuje poniższy wykres zwany szeregiem tryboelektrycznym:

renex3


Odczytując wykres widzimy, że materiały wyszczególnione po lewej stronie ładują się dodatnio, po prawej ujemnie. Im materiały są dalej od siebie oddalone, w szeregu tym elektryfikacja poprzez tarcie jest między nimi większa. Oczywiście możliwa jest również elektryfikacja materiałów znajdujących się blisko siebie na wykresie, jak również dwóch takich samych materiałów.

Czynnikami, które dodatkowo wpływają na poziom elektryfikacji jest wielkość styku na jakim dochodzi do kontaktu między materiałami, siła z jaką do niego dochodzi, oraz wilgotność powietrza.

Najczęstsze problemy w praktyce

Szeroki zakres materiałów oraz rodzajów oddziaływania jakie mogą spowodować powstawanie ładunków elektrostatycznych powoduje, że jest to zjawisko powszechne w wielu branżach i procesach produkcyjnych. Najczęstszym problemem jest przyciąganie kurzu przez tworzywa sztuczne – np. przez plastikowe opakowania, folie, czy same produkty. W konsekwencji produkty końcowe mogą być widocznie zabrudzone – co może być trudne wyczyszczenia – zwłaszcza kiedy kurz dostanie się do wewnątrz zamkniętego – gotowego produktu. W takich sytuacjach usuwanie zabrudzeń często jest już nieopłacalne i powoduje, że produkt musi być odrzucony jako wadliwy. Przyciąganie kurzu jest również problematyczne w sytuacjach kiedy materiały tego typu są pokrywane farbami – np. w lakierniach czy w ramach zadruków. Pyłki i kurz powodują w takich sytuacjach efekt chropowatej powierzchni – która musi być polerowana – bądź – znów jak to miało miejsce w poprzednim przykładzie – odrzucana jako produkt czy półprodukt wadliwy.

Drugi typ problemów wynika już z oddziaływania na siebie dwóch materiałów – np. przedmiotu pakowanego i opakowania. Ich wzajemne odpychanie lub nadmierne przyciąganie może powodować przesunięcia od przyjętej pozycji. Jest to najbardziej zauważalne w przypadku produkcji precyzyjnej gdzie nawet niewielkie rozbieżności mogą powodować całe partie produktów zostaną nierówno – a zatem wadliwie zapakowane bądź będą miały braki, błędy w nadrukach, etykietach itp.

Zjawisko przyciągania elektrostatycznego powoduje również szczególnie zauważalne problemy w transporcie pneumatycznym powodując przyciąganie transportowanego materiału do ścianek rurociągów, a w konsekwencji powstawanie zatorów, przestojów i zmniejszenie wydajności i kosztów utrzymania systemu.

Powyżej opisane przykłady to jedynie wierzchołek góry lodowej sytuacji kiedy oddziaływanie elekromagnetyczne powoduje problemy w rozmaitych branżach. Drobne przesunięcia materiałów – przyjmowane jako „natura rzeczy” – powodujące, że produkty odbiegają od doskonałości – mogą mieć przyczynę właśnie w tym zjawisku.

Rozwiązanie

Rozwiązaniem nakreślonego wyżej problemu są przemysłowe jonizatory powietrza – czyli neutralizatory ładunków elektromagnetycznych.

Urządzenia tego typu generują nadmuch jonów dodatnich i ujemnych, które strumieniem powietrza są rozprowadzane w kierunku i na powierzchnie, lub obiekty które chcemy zneutralizować. Są one od wielu lat z powodzeniem stosowane np. w branży produkcji i naprawy elektroniki – gdzie redukują ryzyko powstawania uszkodzeń (również tych ukrytych), podczas pracy z komponentami wrażliwymi na wyładowania elektrostatyczne

Poniżej w tabelkach przedstawiono przykłady poziomów niepożądanych ładunków generowanych przy normalnym funkcjonowaniu pracownika w branży elektronicznej (przy określonej wilgotności pomieszczenia), w odniesieniu do wrażliwości ESD (granicy, po przekroczeniu której element może ulec uszkodzeniu) przykładowych popularnych komponentów PCB:

renex4


Czołowym producentem dostarczającym te urządzenia jest Panasonic, którego ofercie przyjrzymy się w poniższym zestawieniu.

JONIZATOR należy dobrać do wielkości powierzchni jaka ma zostać zneutralizowana – np. produktu, oraz do charakteru etapu produkcyjnego na jakim ma zostać użyta – np. czy jest to linia produkcyjna lub np. miejsce trudno dostępne. Dostępne są urządzenia zaprojektowane tak, by pokrywać duże powierzchnie lub działać punktowo (z większym ciśnieniem) oraz przeznaczone do zamontowania w określonej pozycji (np. przy taśmociągu) lub przenośne (jonizatory pistoletowe).

Systemem przeznaczonym do neutralizowania dużych powierzchni - stref jest seria jonizatorów listowych ERX – dostępnych w długościach od 80 do 640mm. Urządzenia stanowią segmenty z jakich tworzone są zestawy dopasowane do konkretnego etapu produkcyjnego.

renex5


Jonizatory tego typu mogą pracować zarówno z jak i bez doprowadzenia sprężonego powietrza i pozwalają na neutralizację ładunków nawet w przypadku szybko przemieszczających się materiałów (np. na linii produkcyjnej). Głowice segmentów są obracalne w polu 360°, co sprawia, że można zmienić kierunek nadmuchu nawet już po zakończonej instalacji. Urządzenia tego typu znajdują szczególne zastosowanie w neutralizacji ładunków gromadzących się na folii i taśmach podczas procesów produkcyjnych czy drobnych komponentach (bez sprężonego powietrza).

renex6

renex7


Alternatywnym systemem przeznaczonym do działania strefowego jest seria urządzeń modułowych PANASONIC ER-VW. Urządzenia tego typu mogą być łączone w zespoły do 5 sztuk o dowolnym rozmieszczeniu co jest szczególnie przydatne w przypadku szerokiego transportu lub dwóch linii pracujących obok siebie.

renex8


Dwie wbudowane głowice mogą być dowolnie regulowane w pionie – nawet po instalacji. Takie rozwiązanie pozwala na pionowy lub też poziomy montaż samego jonizatora co jest istotne przy liniach użytkowanych na ograniczonej przestrzeni.

renex9


Bardzo popularnym uzupełnieniem oferty urządzeń przeznaczonych do neutralizacji strefowej są jonizatory stołowe ER-F12. Dzięki niewielkim wymiarom oraz braku konieczności doprowadzenia sprężonego powietrza, można go wykorzystać praktycznie w każdej przestrzeni roboczej i łatwo przestawiać. Dwie wymienialne kratki umożliwiają wybór trybu pracy jonizatora - kratka prosta zapewniająca daleki zasięg lub kątowa, o szerokim obszarze pracy.

renex10


Oczywiście nie wszystkie sytuacje wymagają neutralizacji na dużej powierzchni. W sytuacjach wymagających działania punktowego – oferta Panasonic znów pozwala na wybór rozwiązań stacjonarnych i mobilnych.

Rozwiązaniem stacjonarnym jest jonizator Panasonic ER-V. Urządzenie nie wymaga zastosowania zewnętrznego kontrolera, ma szeroki zakres dostępnych adapterów i głowic, oraz cechuje się niskim zużyciem energii. Jest zasilane powietrzem o ciśnieniu w zakresie 0,05 - 0,7 MPa i zostało zaprojektowane z myślą o neutralizacji ładunków na produktach przesuwających się na liniach produkcyjnych.

W sytuacjach kiedy neutralizowane powierzchnie nie przemieszczają się w liniach transportowych, a dostęp do nich jest różny zależnie od sytuacji, co może mieć miejsce np. w warsztatach lakierniczych optymalnym rozwiązaniem są jonizatory pistoletowe. Urządzenie to wymaga doprowadzenia do niego sprężonego powietrza, ale dzięki swojemu kształtowi i niewielkim rozmiarom umożliwia szybką i skuteczną neutralizację ładunków w trudno dostępnych miejscach.

Podsumowując

Problemy związane w elektrostatyką – zarówno te uciążliwe jak i te przynoszące znaczące straty finansowe mogą być łatwo rozwiązane z użyciem odpowiednich narzędzi. Dobór właściwych urządzeń dobrze powierzyć specjalistom.

Dystrybutorem jonizatorów Panasonic w Polsce jest Grupa RENEX dostarczająca kompleksowe wsparcie dla branży elektronicznej.

Grupa prowadzi największe w Europie Środkowo-Wschodniej Centrum Szkoleniowe IPC, w którym prowadzone są m.in. kursy z elektryczności statycznej.

Produkty Panasonic – oraz pozostałe urządzenia szerokiej oferty RENEX można wypróbować w CENTRUM TECHNOLOGICZNO-SZKOLENIOWE i DEMOROOM RENEX we Włocławku

Doradcy Techniczno–Handlowi RENEX dysponujący urządzeniami demonstracyjnymi, nieodpłatnie przeprowadzają u klientów prezentację produktów w miejscu występowania problemu – tak aby wybrać optymalne rozwiązanie. Klienci nie musza się zatem obawiać, że zakupiony produkt nie spełni ich oczekiwań.

Zainteresowanych zapraszamy do kontaktu Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Więcej na www.renex.pl, www.ipctraining.pl

Dalsze informacje na temat wyładowań elektromagnetycznych oraz metod zapobiegania ich negatywnym skutkom dostępne są w nieodpłatnym podręczniku ESD