極端な材料の研磨性？ Eliteで問題解決

工場出荷時の機器が持ちこたえないという経験はないでしょうか？ 生産が遅れるだけでなく、本来ならビジネスの改善に費やせるはずの時間と資金が流用されてしまうのです。

極端な材料研磨性が従来の吐出ポンプとバルブを壊滅させてしまったとき、グラコの研究開発チームはElite構造で問題を解決しました。その理由と方法を紹介します。

研磨性の高い材料は、電気自動車バッテリー、電子機器、一般産業製造のための従来の吐出ポンプの構造に課題を投げかけています。そして、最も悪名高い機器破砕の犯人は、熱界面材料（TIM）です。

熱界面材料（TIM）は、コンポーネントから熱を放散させることにより、コンポーネントの速度、寿命、製造性を向上させます。バッテリーや電子機器は特に、消費者が期待する性能を発揮するために放熱が必要です。

熱界面材料（TIM）は、粘性のあるキャリア流体中に懸濁された高熱伝導性粒子を含みます。これらの粒子の性質は非常に硬いです。液体中の濃度が高ければ高いほど、材料はより研磨性が高くなります。

より多くのメーカーが、ダイヤモンドダストや液体サンドペーパーをポンピングするような、非常に研磨性の高い先進的なTIMを使用しています。このような材料の研磨性は、工場内の吐出ポンプやバルブを通過する際に、金属やシールを侵食します。

グラコの吐出ポンプとバルブが非常に研磨性の高い材料に耐えられるようにするため、当社の研究開発チームはシールと表面を見直しました。

Elite構造は設計とテストを繰り返した結果として誕生しました。テストには、典型的な熱界面材料（TIM）と、極めて研磨性の高い独自の流体が用いられました。供給ポンプ、計量システム、バルブは、定期的な観察と点検によって、弱点を記録し、補強するために、一度に何カ月もオンとオフが繰り返されました。

以下のテスト結果は、Elite構造が標準的な吐出ポンプとバルブの構造よりもいかに優れているかを示しています。メーカーは次のことを期待できます…

• ポンプのピストンとシリンダーの磨耗に気づく前に、少なくとも50,000ガロン（200,000リットル）を吐出すること
• Elite構造により、標準的な供給・吐出システムと比較して、製品寿命が少なくとも10倍長くなること*

^{*結果は異なることがあります。コンポーネントの寿命に影響する変数には、材料の化学的性質/充填剤、流量、サイクルレート、メンテナンス頻度、システム圧力などが含まれるが、これらに限定されるものではありません。}

Bondway 2液コンポーネント（2K）熱伝導性ポリウレタン接着剤は、発熱する電子部品の接着、固定、放熱に使用されます。

この材料の典型的なセットアップには、メーター、混合、吐出システムにフィードする供給ポンプが含まれています。このテストのために、グラコのチームはElite構造を装備しました。

Bondway 2Kは5ガロン入りのペール缶2本で供給され、B面には最も研磨性の高い特性が含まれていました。

• Elite構造の2台の100 cc Check-Mate供給ポンプが、5ガロンペール缶から材料を排出しました。
• 供給ポンプは、ホースを通して材料を油圧固定比率（HFR）メーターに移動させ、Elite構造の100 cc Z-Pumpを2台装備した混合・吐出システムに供給しました。
• Z-Pumpは、材料をペール缶に計量して戻し、次のサイクルで再利用できるようにしました。

• 漏れは検出されていません
• 190,000リットルを超える材料が吐出されました
• 1,900リットルごとにスロートリテーナーにグリースが塗布されます
• ポンプピストンやシリンダーに寸法の変化または傷やひっかき傷は認められません

• 外部への漏れは見られません
• 20万リットル以上の材料が吐出されました（A面100,000リットル、B面100,000リットル）
• 1,900リットルごとにスロートリテーナーカートリッジグリースカップにグリースが塗布されました
• 内部ピストンシールは280,000サイクルで交換する必要があります
• ポンプピストンやシリンダーに寸法の変化または傷やひっかき傷は認められません
• シールの摩耗は検出されていません
• シートの摩耗は検出されていません

LORD CoolTherm® SC-1200は、2液コンポーネント（2K）シリコーンギャップフィラーで、電子機器やバッテリー用途に熱伝導性を提供します。

この材料の典型的なセットアップには、供給ポンプ、計量システム、混合、ディスペンスバルブが含まれています。このテストのために、グラコのチームはElite構造をすべてのコンポーネントに装備しました。

A面もB面も研磨性が高く、55ガロンドラムで供給されました。

• 各ドラム缶は、Elite構造の200 cc Check-Mate供給ポンプで排気されました。
• 供給ポンプのアウトレットは、Elite構造の100 ccポンプを装備した電気固定比率（EFR）Metering Systemのインレットに配管されました。
• Z-Pumpは、Elite構造の順方向MD2バルブを通して液体を供給容器に戻し、次のサイクルに再利用できるようにしました。
• EFRは1740 psi（120 bar）で15 cc/秒の流量を制御しました。

5カ月近く実行し続けた後、テストは終了しました。Elite構造のシステムコンポーネントには漏れは検出されませんでした。

• MD2 Eliteバルブは10,019.6ガロン（37,924.3リットル）を吐出しました。
• 各200 ccのCheck-Mate Eliteポンプは、10,877.1ガロン（41,170リットル）を移送しました。
• 100 ccのZ-Pump Eliteを2台搭載したEFRシステムは、24,256.4ガロン（91,810.3リットル）を吐出しました。

MD2バルブのモデルとサイクル性能を比較するため、代表的な熱界面材料（TIM）ブレンド**を使用して、電気自動車（EV）バッテリー製造によく使用される研磨材ブレンドをシミュレートしました。

単一コンポーネント（1K）液は5ガロンペール缶で作られました。Elite構造の200 cc Check-Mate供給ポンプが、液体をペール缶からマニホールドブロックに送り出します。マニホールドは、流体の流れを3つの出力に分け、それぞれをこれらのバルブモデルの1つに導きます：

• スタンダード構造のMD2ハードシート
• Elite構造のMD2スナッフバック
• Elite構造のMD2フォワードアクティング

テスト結果は、標準バルブとEliteバルブの構造によるサイクル性能の明確な違いを示しました。

• テストの基準ベースラインを確立するために使用されます
• わずか19万サイクル（約250リットル）で漏れが検出されました

• 200万サイクル（約2,750リットル）以上に対してバルブがテストされています
• 故障は検出されませんでした

• 175万サイクル（約2,400リットル）以上に対してテストされています
• 故障は検出されませんでした

^{**ブレンドには、酸化アルミニウムAI2O3が80％、シリコーンオイルキャリア液が20％配合されています。}