A piezoelektromos adagolórendszerek eszközt adnak a fotovoltaikus technológiát alkalmazó vállalatok kezébe, amellyel a folyasztószert nagy sebességgel és kivételes pontossággal tudják felhordani – miközben a folyamat tiszta és hulladékmentes marad, valamint nem merülnek fel a fluxfürdőkkel és hasonló felviteli módszerekkel összefüggő biztonsági kockázatok.
A piezoelektromos adagolórendszerek működésének magyarázatához a rendszer alapelemeit célszerű számba venni. E szeleprendszerek jellemzően három elemből állnak: szelep, szelepmeghajtó és szelepvezérlő. A Nordson EFD Pico piezoelektromos sugáradagoló rendszerei jó példával szolgálnak a háromelemes szerkezetre.
Sugáradagoló szelepek
A görög eredetű piezo szó jelentése nyomás. Amikor bizonyos kristályos anyagok – ilyen például a kvarc – nyomás alá kerülnek, elektromos feszültség keletkezik. Másrészt, ha a kristályra elektromos feszültség hat, a kristály alakja megváltozik. A sugáradagoló szelepek két piezoelektromos indítószerkezetből, aktuátorból állnak, amelyek egymásra helyezett, érme alakú kerámiadarabok, és a szelepmeghajtótól érkező feszültség hatására tágulnak és összehúzódnak. A két aktuátort egy függőleges pálca köti össze, amelynek alsó végén egy szintén kerámiagolyó található.
A szelep zárt állapotában a golyó a szelep szórófejében marad. Az aktuátorokra ható feszültség nyomán a pálca és a zárógolyó felemelkedik, így a nyomás alatt lévő folyadék a szórófejhez áramolhat. A feszültség változásakor a pálca és a zárógolyó gyorsan elindul lefelé, ami a szórófejben lévő folyadékot a hordozófelület felé kilövellésre készteti. A piezoelektromos aktuátorok rendkívül gyors működése teszi lehetővé a folyadék folyamatos adagolását másodpercenként akár 150 ciklusos sebesség mellett.
A folyadéktól függően a rendszer akár 2 nanoliteres mennyiségben is egységes felhordást kínál, míg a szelepvezérlő kiemelkedő időbeli felbontása (0,01 ms) révén a folyadékréteg méretét kivételes pontossággal lehet szabályozni. Mivel a szelep szórófeje nem érintkezik a hordozófelülettel, a piezoelektromos sugáradagoló rendszerek kitűnő választást jelentenek, ha a folyadékot olyan felületek kell szabályozott mennyiségben felhordani, amely nem tökéletesen sima (például fotovoltaikus lemezek). Nincs többé szükség függőleges, z tengely menti mozgásra, valamint pontos magasságállításra, ami lényegesen növeli a termelési sebességet az automata gyártósorokon.
Szelepmeghajtó és -vezérlő
A piezoelektromos adagolószelepeket olyan szelepmeghajtók működtetik, amelyekben erősítő generál jelet a piezoelektromos aktuátorok indulásához. Ráadásul a szelepmeghajtók rendszerint egy hőmérséklet-szabályozót is tartalmaznak a szelepbe épített és a folyadékot a kilövelléshez optimális viszkozitáson tartó fűtőszálhoz.
A Pico szelepvezérlőkkel minden egyes szelephez beállíthatók a folyadékadagolási paraméterek. A grafikus kijelzők és felhasználóbarát menük segítségével összetett sugáradagolási folyamatok hozhatók létre számítógépen, illetve azok a vezérlőszervre közvetlenül is letölthetők integrált SD kártyanyíláson keresztül.
Összegezve elmondható, hogy a piezoelektromos adagolórendszerek megbízható, újszerű módszert kínálnak a fotovoltaikus folyamatokkal dolgozó és más gyártók számára a folyamatszabályozás fejlesztésére, valamint a kivételes pontosságnak és a gyorsabb termelési ütemnek köszönhetően a költségek csökkentésére.
