Un innovativo sistema di separazione utilizza in modo mirato gli effetti di superficie nei fluidi. In questo modo è possibile isolare in maniera automatizzata microcomponenti delicati, ma anche selezionarli e alimentarli. Il sistema è pronto per la produzione su vasta scala.
Laddove i componenti diventano sempre più piccoli, i convenzionali convogliatori a vibrazioni mostrano i loro limiti, ma è proprio nella tecnica per microsistemi e nella tecnica di precisione, nella microelettronica, nell’ingegneria biomedica e nell’industria degli orologi, dove si lavorano componenti piccoli, che è necessario produrre in maniera più automatizzata.
Per queste applicazioni, i ricercatori dell’Istituto Fraunhofer IPA di Stoccarda, insieme ai partner industriali, hanno ideato un nuovo sistema di separazione basato sui fluidi: l’IPA Fluid-Sorting può separare, selezionare e alimentare pezzi molto piccoli – difficilmente riconoscibili a occhio nudo date le misure inferiori a 500 µm – senza contaminanti e danni. Il sistema funziona anche se queste parti mostrano superfici adesive e reagiscono con grande sensibilità agli influssi meccanici.
Il sistema approfitta del fatto che componenti piccoli e leggeri poggino sulla superficie di un deposito di fluido dalla forma ben definita e si orientino sulla base delle forze superficiali. Per sviluppare innovative soluzioni di posizionamento, gli ingegneri di Stoccarda sfruttano questo effetto già da molto tempo. Per separare e alimentare le parti, si utilizzano superfici arcuate, sulle quali le parti, per la legge di gravità, scivolano verso il basso. Sul bordo del fluido, le parti incontrano un angolo di battuta regolabile e qui si ordinano. Se l’angolo mostra speciali tasche, i pezzi possono essere disposti al loro interno.
Appena il fluido viene aspirato, i pezzi ordinati possono essere prelevati in modo mirato e diretto, per esempio con un sistema Pick and Place. Se devono essere ulteriormente trasportati o immagazzinati, l’angolo di separazione può essere organizzato anche come magazzino prelevabile.
In caso di necessità di un’alimentazione continua di pezzi, il sistema può essere ampliato con un canale in cui i pezzi vengano trasportati da una corrente. Sono realizzabili anche livelli di processo per l’asciugatura dei pezzi separati nella corrente d’aria. Con acqua demineralizzata, i pezzi possono anche essere puliti dai residui.
Il nuovo sistema non è concepito come alternativa alle soluzioni esistenti, ma andrebbe inserito dove i precedenti processi non sono più utilizzabili a causa delle misure ridotte dei pezzi. Numerose aziende hanno già manifestato il loro interesse per il nuovo sistema che ha richiesto un anno e mezzo per lo sviluppo prima di essere pronto per la produzione industriale. L’obiettivo per il futuro degli esperti dell’Istituto Fraunhofer è la produzione di un sistema modulare composto da moduli base e con varie possibilità di ampliamento, adattabile a numerose possibili applicazioni in modo efficiente e rapido.
Ulteriori informazioni www.ipa.fraunhofer.de
STATO DELLA TECNICA
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