Bài viết này tập trung vào kiến thức cơ bản, cách sử dụng thực tế và các tiêu chí kỹ thuật quan trọng về đầu phun và kim phun trong kệ thống tra keo, giúp bạn lựa chọn đúng nozzle để đảm bảo độ chính xác, ổn định và hiệu suất trong quá trình tra keo, bôi phủ hoặc định lượng chất lỏng.

Dispenser là gì? Vai trò của dispenser trong sản xuất

Dispenser (hay còn gọi là bộ phân phối, bộ định lượng) là thiết bị chuyên dùng để phân phối một lượng chất lỏng một cách chính xác, đều đặn và có kiểm soát. Các chất lỏng thường được phân phối như:

• Keo dán
• Dung dịch hóa chất
• Mỡ bôi trơn
• Dầu
• Mực
• Vật liệu thực phẩm,…  

Máy định lượng (máy phân phối/dispenser) SRD250 từ San-Ei Tech (Nhật Bản)

Mục tiêu chính của máy dispenser là tự động hóa thao tác tra vật liệu, giảm sai lệch do thao tác thủ công và nâng cao chất lượng thành phẩm. Nhờ độ chính xác cao và tiết kiệm nguyên liệu, đảm bảo tính nhất quán trong sản xuất nên máy dispenser thường được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất như lắp ráp linh kiện điện tử, bán dẫn, thiết bị y tế, nghiên cứu và phát triển,... 

Vai trò của nozzle trong hệ dispenser

Nozzle (đầu phun, vòi phun) là điểm tiếp xúc cuối cùng giữa dispenser và bề mặt gia công (workpiece). Đầu phun sẽ quyết định kích thước giọt chất lỏng, hình dạng đường tra, cũng như có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác, hiện tượng chảy dư, tắc nghẽn,… Nozzle là điểm cuối cùng và là một trong những điểm quan trọng nhất quyết định đến chất lượng của quá trình phun phủ.

Dispenser và nozzle có mối quan hệ chặt chẽ, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và hiệu quả của công việc tra phủ chất lỏng. Dispenser đóng vai trò phân phối chất lỏng, kiểm soát về lượng và áp suất của chất lỏng, trong khi nozzle phun chất lỏng đó ra vị trí mong muốn với hình dạng và lượng phù hợp.

Nếu chọn sai nozzle, có thể xảy ra các vấn đề như: chảy nhỏ giọt, tắc nghẽn, phủ không đều,… Do đó, việc chọn nozzle phù hợp với dispenser và đặc tính vật liệu phủ là vô cùng quan trọng.

Các loại nozzle

Cấu tạo cơ bản của nozzle

Nozzle bao gồm: thân nozzle (phần kết nối với dispenser) và đầu ra (nơi phun ra chất lỏng). Một số loại có kết cấu liền khối.

Các thông số quan trọng khi chọn noozle:

• Đường kính trong (Inner Diameter - ID)
• Đường kính ngoài (Outer Diameter - OD)
• Chiều dài
• Hình dạng đầu phun
• Chất liệu

Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy chất lỏng, hình dạng thành phẩm phun và độ ổn định khi tra.

Phân biệt nozzle và needle

Nozzle: còn gọi là đầu phun, vòi phun – chỉ chung đầu ra của chất lỏng từ máy phân phối, đa dạng về hình dạng, chất liệu, kích thước.

Needle: còn gọi là kim bơm keo, kim tra keo,… - là loại nozzle có hình kim dài và mảnh, đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi phủ chính xác hoặc phủ vào các vị trí hẹp.

 Việc lựa chọn nozzle hay needle sẽ phụ thuộc vào:

• Độ nhớt vật liệu
• Kích thước điểm tra
• Không gian thao tác

Xem thêm: Kim bơm keo (needle) GP

Các loại nozzle phổ biến

• Needle nozzle: kim bơm keo, phù hợp để tra vi lượng, tra các vị trí hẹp. 
• Taper nozzle: kim bơm keo dạng nón, hạn chế tích tụ bọt khí, phù hợp với các chất lỏng có độ nhớt cao.
  • Xem thêm: Kim bơm keo dạng nón TT - San-ei Tech
• Precision nozzle: đầu bơm keo chính xác cao, độ lặp lại cao, phù hợp để tra keo chính xác.
  • Xem thêm: Đầu bơm keo độ chính xác cao San-ei Tech
• Teflon nozzle: kim bơm keo chất liệu Teflon (hay PTFE (Polytetrafluoroethylene)), hoặc TLC (lớp phủ “giống Teflon”, không phải PTFE nguyên chất, thường là coating polymer hoặc composite có đặc tính tương tự). Loại chất liệu này phù hợp để bơm các loại keo nhanh và dung môi có đặc tính khô nhanh dễ gây tắc nghẽn.
  • Xem thêm: Kim bơm Teflon San-ei Tech
• Brush / Flat nozzle: đầu bơm keo dạng chổi / dạng phẳng, phù hợp với phun phủ diện tích lớn, phủ đồng đều cùng lượng trên các bề mặt rộng.
  • Xem thêm: Đầu bơm keo dạng chổi cọ San-ei Tech
• Nozzle kim loại: nozzle có độ bền cao, dùng đa dạng các ứng dụng.
  • Xem thêm: Kim bơm kim loại San-ei Tech

Việc chọn đúng loại nozzle sẽ giúp giảm lỗi (giảm hiện tượng tắc nghẽn, thừa keo, tràn keo), nâng cao độ chính xác, độ ổn định, tối ưu chu trình sản xuất.

Các vật liệu nozzle phổ biến

Thép không gỉ (SUS):

• Độ bền cao, khả năng chịu hóa chất tốt.
• Có thể sử dụng với các chất lỏng có tính ăn mòn cao.
• Có thể sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao.
• Dùng cho đầu phun độ chính xác cao (precision nozzle), kim tra keo (needle nozzle).

Nhựa (PE, PP):

• Giá thành thấp.
• Trọng lượng nhẹ.
• Dùng cho phần thân nozzle loại thường (needle nozzle), kim bơm dạng nón (taper nozzle), hoặc các nozzle dùng một lần.

PTFE (Teflon) hoặc TLC (phủ giống Teflon):

• Không bám dính.
• Chịu hóa chất tốt.
• Phù hợp với các loại keo nhanh khô, dung môi nhanh khô, hóa chất đặc biệt.

Khi lựa chọn vật liệu nozzle, cần cân nhắc kĩ các tính chất hóa học của dung môi cần tra, chi phí, yêu cầu vệ sinh và thay thế.

Cách lựa chọn nozzle phù hợp

Chọn nozzle theo hình dạng

Hình dạng đầu của nozzle sẽ thay đổi hình dạng mẫu chất lỏng được phủ ra. Nozzle đầu tròn tạo các điểm tra có hình tròn, nozzle dạng hình elip hoặc hình khe thẳng tạo các điểm tra có hình ngang rộng,..

Chọn nozzle theo đường kính trong (ID)

Chọn nozzle theo đường kính ngoài (OD)

Chọn theo phương án này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước điểm tra cuối cùng. Do đó, nếu bạn đã có dự tính về kích thước điểm tra mục tiêu, nên ưu tiên chọn theo OD.

Chọn nozzle theo ứng dụng

Bạn có thể chọn nozzle phù hợp với các ứng dụng theo khuyến nghị như sau:

• Sản xuất điện tử, PCB, linh kiện nhỏ: kim tra keo (needle nozzle), đầu phun chính xác (precision nozzle).
• Tra keo diện tích lớn, lượng nhiều: kim bơm dạng nón (taper nozzle), đầu phun miệng rộng.
• Hóa chất ăn mòn, keo/ dung môi nhanh khô: nozzle có chất liệu PTFE (Teflon) hoặc thép không gỉ.
• Dây chuyền tự động, QC cao: đầu phun chính xác (precision nozzle) hoặc lựa chọn kỹ về ID và chiều dài của nozzle.

Khi nào cần thay nozzle?

Nozzle là một loại vật tư tiêu hao, do đó tuổi thọ của chúng khác nhau tùy tần suất sử dụng và loại dung dịch:

• Kim bơm keo (needle nozzle) và kim bơm keo dạng nón (taper nozzle): dùng một lần.
• Đầu phun chính xác (precision nozzle): thay thế khi có hiện tượng tắc, chảy dư, biến dạng đầu nozzle hoặc sai lệch hình dạng đường tra.
• Khuyến nghị: Ghi nhận lịch sử sử dụng, thiết lập lịch kiểm tra định kỳ cho các dây chuyền sản xuất quan trọng.

Cần chuẩn bị những gì trước khi phủ?

• Kiểm tra xem đầu nozzle có bị tắc nghẽn, biến dạng hay không.
• Kiểm tra độ nhớt và nhiệt độ vật liệu phủ có phù hợp không.
• Kiểm tra nozzle đã được lắp chính xác với dispenser chưa.
• Môi trường làm việc có sạch sẽ không, đảm bảo không có chất bẩn hoặc dị vật lọt vào bề mặt gia công.
• Thực hiện chạy test (tra thử) trước khi chạy chính thức để đảm bảo cả dispenser và nozzle đều hoạt động tốt, xác nhận lượng phủ và mẫu phủ theo đúng thông số kỹ thuật.
• Chú ý quy trình làm việc và cài đặt dispenser để tối ưu tốc độ phủ, áp suất và mẫu di chuyển.
• Giữ đầu nozzle sạch trong suốt quá trình vận hành, tránh làm lẫn tạp chất bên ngoài vào nozzle.

Việc lựa chọn một nozzle phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại vật liệu, loại dung môi sử dụng, yêu cầu chính xác, đường kính trong – ngoài, hình dạng, chi phí và điều kiện bảo trì,.. Đội ngũ kỹ sư của chúng tôi sẵn sàng tư vấn cho bạn về phương án tối ưu nhất, cung cấp các loại nozzle đa dạng, chất lượng Nhật Bản từ San-Ei Tech.

Xem thêm về các sản phẩm – giải pháp tra keo tại đây.