25.03.2025 Wissen, dass jeder Dosiertropfen sitzt

Dieser Bedarf ist allerdings wahrscheinlich nicht groß, denn bei berührungslos arbeitenden Jet-Systemen wie dem PDOS X1 kann man in der Serienfertigung auf ein Closed-Loop-Verfahren, bei dem die Dosiermenge bzw. Positionierung im Prozess zeitnah angepasst und Ausschuss so vermieden wird, verzichten. Mit einer optimalen Qualitätsplanung braucht man beim Jetten solche Lösungen oft nicht. Wichtig sind moderne Hochleistungskamerasysteme allerdings bei Initialdosierversuchen, bei denen das Verhalten und die Dosierbarkeit des Materials ausgiebig getestet werden. In nachfolgenden Dauerversuchen wird dann die Konsistenz des Dosierergebnisses geprüft, die Auswirkungen der Änderung einzelner Prozessparameter werden ermittelt sowie einzelne Problemszenarien durchgespielt. Auch hier liefert das 3D-Tropfenerkennungs- und vermessungssystem NanoStrobeX wertvolle Informationen und damit die Basis für die Entscheidung, ob das System auch zur Qualitätssicherung in der Serienproduktion benötigt wird. Qualitätssicherung ist deshalb die Kombination aus Planung, Dosiersystem und Prozesslenkung – die hierfür notwendigen Daten liefert ein modernes Kamerasystem.

Das berührungslos arbeitende Dosierventil PDOS X1 trägt eine definierte Menge in Punkt- oder Raupenform auf und eine Lichtschranke weist standardmäßig nach, dass der jeweilige „Punkt“ gesetzt wurde. Doch hat er die richtige Größe und sitzt er exakt an der richtigen Stelle? Diese Fragen beantworten nur Tests. Deshalb wird jede Dosierung vorher überprüft und die entsprechenden Parameter werden in der Steuerung abgespeichert. So ist sichergestellt, dass das Material in der gewünschten Menge dort "sitzt", wo es hingehört. Im Rahmen eines Initialdosierversuchs werden auch das Verhalten und die Dosierbarkeit des Materials ausgiebig getestet. In Dauerversuchen können die Konsistenz des Dosierergebnisses und Auswirkungen der Änderung einzelner Prozessparameter ermittelt sowie einzelne Problemszenarien durchgespielt werden.

Das hierfür eingesetzte NanoStrobeX-Kamerasystem ist in der Lage, sich standardmäßig an eine Düsengeschwindigkeit von bis zu 200 Hz anzupassen und klare Flüssigkeitstropfenbilder für die Inspektion und Prozessanalyse zu erkennen. Höhere Dosierfrequenzen, wie z.B. beim PDOS X1 mit 400 Hz, verarbeitet das System aber auch problemlos. Das System erkennt auch Satellitentropfen, die unter Qualitätsgesichtspunkten problematisch sind. Sie entstehen z.B. bei falschen Dosierparametern, veränderten Viskositäten der Materialien, Elektrostatik, Luftblasen etc. 

Für den optimalen Dosierprozess stellt das Kamerasystem viele Analysedaten bereit. Dazu zählen Tropfenvolumen, -frequenz, -geschwindigkeit, -abgabewinkel, Anzahl der Satelliten, Satellitenvolumen, angesammelte Rückstände an der Düse des Ventils, Varianz der Tropfenpositionen entsprechend den geschätzten Auftreffposition auf dem Substrat. Auf Basis dieser Daten wird der Dosierprozess mit Öffnungszeit, Schließzeit, Öffnungshub, Förderdruck des zu dosierenden Mediums und Temperatur an der Düse eingestellt. An das PDOS X1 wird das Kamerasystem via LiftUnit angeschlossen, die auch die Ventilreinigung erleichtert, da sie das Ventil zur Reinigung komplett freigibt. In Summe liefert das System die Daten, die für die Planung eines berührungslosen Auftrags und ggf. für die Inline-Qualitätssicherung benötigt werden, um steigenden Qualitätsanforderungen gerecht zu werden.