Aaltojuotoskoneen esilämmittimen kehittäminen
Äijälä, Tuomas (2011)
Äijälä, Tuomas
Turun ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2011121918895
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2011121918895
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli kehittää Turun ammattikorkeakoulun elektroniikkatuotannon tiloissa käytettävälle ERSA 350C -aaltojuotoskoneelle uusi esilämmitin käyttäen pohjana vanhaa harjoitustyönä rakennettua esilämmitintä. Tavoitteena oli korjata vanhassa esilämmittimessä todetut puutteet muuttamalla lämmittimen rakennetta ja korvaamalla joitain osia uusilla. Uusi esilämmitin perustuu pakotettuun konvektioon eli ilman koneelliseen kierrättämiseen. Tarvittava lämpö tuotetaan kolmella 2 kW:n kiuasvastuksella ja ilman kierrätyksestä vastaa taajuusmuuttajaohjattu kolmivaihemoottori.
Työn teoriaosuudessa tarkasteltiin yleisesti aaltojuotosprosessia ja sen tämän hetkistä asemaa elektroniikkateollisuudessa. Lisäksi selvitettiin aaltojuotoskoneen eri moduulien merkitystä ja perehdyttiin aaltojuotoksessa käytettäviin materiaaleihin. Teoriaosuudessa pohdittiin myös esilämmityksen merkitystä aaltojuotoksen onnistumisen kannalta sekä tutkittiin lämpötilan vaikutuksia piirilevyyn ja komponentteihin. Lisäksi teoriaosuudessa tarkasteltiin lyhyesti myös taajuusmuuttajiin ja oikosulkumoottoreihin liittyvää teoriaa.
Opinnäytetyön työosuudessa esilämmittimen rakenteeseen tehtiin tarvittavat muutokset uuden moottorin kiinnittämistä varten ja rakennetta muutettiin paljon myös ilman kierron osalta. Tavoitteena oli saada ilma virtaamaan tasaisesti ulos lämmittimestä siten, että ilma ehtisi lämmetä riittävästi. Ulostulevan ilmavirtauksen tuli olla myös riittävän voimakas, jotta fluksi ehtisi kuivua piirilevyltä. Seuraavaksi suoritettiin taajuusmuuttajan käyttöönotto asentamalla tarvittavat ohjainlaitteet sekä säätämällä laitteen parametrit käyttötarkoitusta varten sopiviksi. Tarkoituksena oli myös testata esilämmittimen toiminta suorittamalla aaltojuotoskoneella sarja koeajoja.
Saavutetut tulokset vastasivat odotuksia, sillä esilämmittimen tuottama lämpötila-alue oli melko laaja ja siihen pystyttiin vaikuttamaan muuttamalla laitteen säätöjä. Lisäksi ilmavirtauksen tasainen jakautuminen saavutettiin, eikä piirilevyn lämmityksessä tapahdu enää notkahduksia. Esilämmittimen säädettävyys parani merkittävästi, joten myös läpimenoaika ja juotoslaatu paranivat.
Työn teoriaosuudessa tarkasteltiin yleisesti aaltojuotosprosessia ja sen tämän hetkistä asemaa elektroniikkateollisuudessa. Lisäksi selvitettiin aaltojuotoskoneen eri moduulien merkitystä ja perehdyttiin aaltojuotoksessa käytettäviin materiaaleihin. Teoriaosuudessa pohdittiin myös esilämmityksen merkitystä aaltojuotoksen onnistumisen kannalta sekä tutkittiin lämpötilan vaikutuksia piirilevyyn ja komponentteihin. Lisäksi teoriaosuudessa tarkasteltiin lyhyesti myös taajuusmuuttajiin ja oikosulkumoottoreihin liittyvää teoriaa.
Opinnäytetyön työosuudessa esilämmittimen rakenteeseen tehtiin tarvittavat muutokset uuden moottorin kiinnittämistä varten ja rakennetta muutettiin paljon myös ilman kierron osalta. Tavoitteena oli saada ilma virtaamaan tasaisesti ulos lämmittimestä siten, että ilma ehtisi lämmetä riittävästi. Ulostulevan ilmavirtauksen tuli olla myös riittävän voimakas, jotta fluksi ehtisi kuivua piirilevyltä. Seuraavaksi suoritettiin taajuusmuuttajan käyttöönotto asentamalla tarvittavat ohjainlaitteet sekä säätämällä laitteen parametrit käyttötarkoitusta varten sopiviksi. Tarkoituksena oli myös testata esilämmittimen toiminta suorittamalla aaltojuotoskoneella sarja koeajoja.
Saavutetut tulokset vastasivat odotuksia, sillä esilämmittimen tuottama lämpötila-alue oli melko laaja ja siihen pystyttiin vaikuttamaan muuttamalla laitteen säätöjä. Lisäksi ilmavirtauksen tasainen jakautuminen saavutettiin, eikä piirilevyn lämmityksessä tapahdu enää notkahduksia. Esilämmittimen säädettävyys parani merkittävästi, joten myös läpimenoaika ja juotoslaatu paranivat.