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灌胶机自动化设备

2026年07月20日 00:09
 

在产品表面或内部完成流体的定量注入、涂覆或灌封,是一门追求精密与稳定的工程。

这种将流动的液态材料精确封装成为固体保护层的工艺,就是灌胶。不同于在平面上点涂几微升胶水的“点胶”,灌胶往往涉及更大的流量、更复杂的双组份配比和更严苛的无泡要求。它所依赖的核心装备,就是灌胶机。

三轴桌面式灌胶机01.jpg

一、定义与核心价值

灌胶机,又称AB双液胶灌胶机或涂胶机,是专门对流体进行控制,并将液体点滴、涂覆、灌封于产品表面或产品内部的自动化机器。其核心价值在于为制造业提供“精准控量、定位涂覆”的一体化流体处理方案。

与手工灌胶相比,灌胶机的核心价值体现在三个方面:首先是精准控量,通过高精度计量泵将胶水配比精度稳定在±2%以内,解决了人工调配时比例失衡导致的胶体不干或发泡问题。其次是混合均匀,借助动态或静态混合系统确保A/B胶充分融合,避免了因混合不均导致的固化性能波动。第三是无泡灌封,通过真空脱泡、回吸防滴等技术的综合应用,从根源上消除气泡隐患,保障灌封后的绝缘性能和密封可靠性。

二、工作原理

灌胶机自动化设备的核心工作原理,可以概括为三个基本环节:分离存储、精准计量与同步混合。

分离存储:A胶和B胶永不提前相遇

双组份胶水一旦混合,就会在一定时间内发生固化反应。为了避免胶水在设备管路内提前固化,灌胶机采用了双料桶独立储料的设计。A胶(主剂)与B胶(固化剂)分别放置在两个独立的304不锈钢料桶中,二者在进入混合器之前始终保持物理隔离,确保胶水可在料桶中长期储存而不发生固化。

精准计量:按比例精准抽取

当控制系统发出灌胶指令后,两台独立的高精度计量泵(通常为齿轮泵或螺杆泵)分别从A料桶和B料桶中抽取胶液。通过PLC控制系统精确设定两个泵体的转速比,实现胶水比例的精确控制。配胶比例可在1:1至10:1的范围内灵活调节,能够覆盖市面上绝大多数双组份胶水的配比需求。灌胶机可实现的配比精度和定位精度在行业中处于较高水平,设备能够稳定运行。

同步混合:即时融合,即时使用

A、B胶液在计量泵的驱动下被输送至混合管。根据胶水的特性和配比要求,混合方式分为静态混合和动态混合两种。

静态混合依靠混合管内连续交叉排列的螺旋叶片,胶液在通过时被反复切割、重组,最终均匀混合。这种方式结构简单,无需额外动力,且混合管为一次性耗材,维护成本较低,适用于粘度适中、流动性良好的中小比例胶水。

动态混合则在混合头部位增加了一台由电机驱动的搅拌装置,带动混合管内的螺旋叶片高速旋转。在机械搅拌的作用下,A、B胶被强制剪切、分散和融合,混合更加彻底均匀,尤其适用于大比例配胶或A、B组分粘度差异较大的场景。

运动灌胶:机械臂按轨迹精准注入

三轴机械手在控制系统的指令下,带动混合出胶阀沿预设轨迹运行,将混合均匀的胶水精确灌注到产品的指定位置。设备支持点、直线、方框、弧、圆等多种灌胶轨迹,出胶量、出胶时间和运行速度均可通过触摸屏进行参数化设定。

三、设备结构与分类

核心结构组成

一台完整的灌胶机自动化设备,主要由以下核心模块构成:

供料系统包括两个独立的304不锈钢料桶,分别储存A胶和B胶。料桶配备液位感应报警装置,胶量不足时自动报警。根据工艺需求,还可选配加热、搅拌及真空脱泡等辅助装置。

计量系统通常配备精密齿轮泵或螺杆泵,通过伺服或步进电机驱动,精准控制胶水的输出量和配比比例。齿轮泵计量精度高,适用于低粘度、不含填料或填料较少的胶水;螺杆泵更耐磨、耐腐蚀,适用于高粘度或含填充物的胶水。

混合系统包括静态混合管或动态搅拌混合装置。静态混合管结构简单、成本较低,为一次性耗材;动态混合则通过电机驱动高速搅拌,确保大比例或高粘度胶水的均匀混合。

运动执行系统通常由三轴龙门式或悬臂式机械手构成,通过示教编程设定灌胶轨迹,支持点、直线、方框、弧、圆等多种路径的精确执行。

控制系统采用触摸屏人机界面与PLC控制器相结合,操作人员可通过图形化界面直观设定配胶比例、出胶量、运行速度等核心参数,并支持多组工艺配方的存储与一键调用。

主要设备类型

根据设备形态和应用场景的不同,灌胶机主要分为以下几种类型:

桌面式小型灌胶机适用于实验室打样和小批量生产,体积小巧、部署灵活,配备全中文手持式示教盒,无需连接电脑即可完成复杂轨迹编程。

落地式自动灌胶机采用三轴龙门架设计,有效行程可根据产品尺寸定制,适用于汽车部件、电源模块、PCB板等大型工件或大范围连续灌胶作业。品速科技的落地式机型覆盖从551型到1224型等多个规格,有效行程最大可达1.2×2.4米。

在线式全自动灌胶机集成输送带与自动化上下料功能,支持24小时连续作业,可与固化炉、机械手等设备组成全自动灌胶生产线,适用于电源适配器、变压器、高压包等产品的大批量连续灌胶。

真空灌胶机专为对气泡控制有严苛要求的高可靠性产品设计,通过在高真空环境下完成胶水的配比、混合与灌注,彻底消除气泡隐患,显著提升灌封件的绝缘强度和密封可靠性,在高压器件、传感器、电机定子等高端封装领域应用广泛。

视觉灌胶机搭载CCD视觉成像系统,能够自动识别工件的位置偏移和角度偏差并进行自动补偿,工件可任意摆放,无需专用治具即可完成高精度定位灌胶,大幅缩短了换线调机时间。

振动盘灌胶机在落地式机型的基础上增加了振动盘装置。当胶水灌入产品内部间隙较小的结构时,通过振动盘的持续振动,胶水能够更好地流入产品内部各个缝隙,确保填充密实。这类机型特别适用于充电器、适配器、驱动电源、滤波器等内部结构紧凑、胶水不易自然流动的产品。

四、技术特点

灌胶机自动化设备的竞争力,集中体现在以下几个技术维度:

高精度计量与配比。以品速科技的产品为例,配胶比例可在1:1至10:1范围内灵活调节,计量精度稳定在±2%以内。精密计量泵系统保证了A、B胶的精确配比,从根源上避免了因比例偏差导致的胶体不干、发泡或固化不完全等质量缺陷。

多样化的混合方案。设备同时支持静态混合和动态混合两种混合方式。静态混合适用于中小比例且流动性好的胶水,维护成本低;动态混合通过高速旋转搅拌叶片对胶液进行强制剪切与融合,尤其适用于大比例配胶或粘度差异悬殊的胶水体系,确保两种胶液在极短时间内形成完全均质化的混合体。

精密的运动控制。品速科技的全系列灌胶设备采用三轴伺服运动平台,配合直线导轨传动,运行速度最高可达500mm/s,重复定位精度可达±0.01mm级别。设备支持点、直线、方框、弧、圆等多种运行轨迹,能够精准适配从微小电子元件到大型工件的多样化灌胶路径要求。

全自动辅助功能。设备集成了一键自动清洗功能,批次结束后可快速排空残留胶液并冲刷管路和混合系统,防止残余胶水固化堵塞。部分机型还配备了定时排胶功能——当设备短暂停机时,系统可自动设置定滴功能,以设定时间间隔自动排出少量胶水,有效防止胶水在出胶口固化,避免了频繁的设备清洗和维护,降低了停机时间。

智能报警与监控。设备具备胶桶缺胶报警、满胶报警、搅拌电机异常报警等功能,能够及时发现并处理异常情况。A、B胶桶液位感应及报警装置可在胶水液位过低时自动发出提醒,有效避免因胶水断供造成的生产中断和产品缺陷。

高可靠性与长寿命。品速科技设备采用304不锈钢料桶,全中文触摸屏加PLC控制系统,运行方式可选配步进马达配合皮带传动或伺服电机配合丝杆传动。皮带传动模式下最大移动速度可达300mm/s,重复定位精度±0.05mm;丝杆传动模式下最高速度可达500mm/s,重复定位精度提升至±0.01mm。出厂前经过严格的老化测试和精度验证,确保高强度连续生产中的稳定性。

五、适用行业

灌胶机在电子、汽车、新能源等行业的应用已经十分深入,其灌封工艺几乎覆盖了所有对防水防尘、绝缘散热和长期可靠性有要求的产品类型。

电子元器件与电源行业,灌胶机的应用非常广泛。设备用于各类变压器、高压包、互感器、电感线圈的绝缘灌封,通过环氧树脂灌封将线圈完全包覆,形成一体绝缘结构,显著提升耐压等级和散热能力。在电源模块、防水电源、适配器、安定器、电容器、继电器等产品的灌封中,灌胶机起到了防水防潮、固定散热和绝缘保护的多重作用。

LED照明与光电产业,灌胶机被广泛用于LED模组灌封、LED灯条密封、COB封装、LED电源灌胶、洗墙灯、地埋灯、投光灯等户外灯具的灌封工艺。环氧树脂和硅胶在LED产品中起到防水、防潮、绝缘和保护电路的关键作用,灌胶设备的灌封质量直接决定了LED产品的防护等级和使用寿命。

新能源汽车与动力电池是灌胶机增长最为迅速的应用领域。设备用于动力电池模组密封胶灌封、BMS电路板三防涂覆、电机定子绕组绝缘灌封等关键工序,胶水填充均匀性可达到较高水平,为电池在复杂工况下的长期稳定运行提供了可靠保障。在新能源汽车驱动电机控制器、车载充电机、高压连接器等核心部件的灌封中,灌胶设备同样发挥着不可替代的作用。

汽车电子与工业制造领域,灌胶机适用于ECU电子控制单元灌封、传感器封装、继电器密封、车灯驱动器灌胶、点火线圈灌封等多样化的灌胶场景。这些器件往往需要在振动、潮湿和高低温骤变的环境中长期服役,灌胶工艺的可靠性直接决定了整车电子系统的稳定性。

医疗设备与精密器械方面,灌胶机在微流控芯片生物胶涂覆、一次性医疗耗材粘接、传感器封装、呼吸面罩硅胶密封等对精度和洁净度有较高要求的场景中得到了广泛应用,满足医疗器械行业的质量管理体系要求。

新能源与光伏领域,灌胶机用于光伏接线盒灌封、太阳能电池板涂胶、储能系统控制模块灌封等场景。灌胶后的产品能够满足户外环境下的防水防尘要求,保障新能源设备在长期服役中的可靠性。

工艺品与标牌行业同样是灌胶机的重要应用领域。设备广泛用于不干胶标签、水晶贴纸、徽章、车标、铭牌、智能卡、纽扣、饰品、工艺品等产品的环氧树脂水晶滴胶上色和表面封装。视觉灌胶系统支持复杂图案导入,无需治具即可完成高精度滴胶,成型后晶莹剔透,大幅提升了产品的质感与附加值。

六、适用胶水

灌胶机最核心的应用对象是双组份胶水,也就是通常所说的AB胶。这类胶水由主剂(A胶)和固化剂(B胶)两种组分构成,二者在混合后发生化学反应,固化形成具有一定机械强度和化学稳定性的封装层。市面上应用最为广泛的胶水为环氧树脂、聚氨酯、有机硅三大体系,配比比例以1:1、2:1、5:1、4:3、10:1等居多。

环氧树脂AB胶是应用最为广泛的灌封材料,固化后硬度高、绝缘性能优异、耐化学腐蚀性强,对金属、陶瓷、工程塑料等多种基材具有极强的附着力。适用于变压器、电感线圈、高压包、互感器、电源模块等需要高强度电气防护的产品。

聚氨酯PU胶以其良好的柔韧性、耐低温冲击和出色的户外耐候性著称,固化后可保持一定的弹性。适用于LED户外显示屏、新能源汽车电池包密封圈、车载控制单元、车载充电机等需要兼顾密封效果与缓冲保护的场景。

有机硅AB胶凭借其优异的耐高低温性能、极低的固化应力和高透光性,在LED封装、车灯灌封、光伏逆变器及大功率器件灌封等场景中具有独特优势。有机硅胶的固化产物应力极小,对敏感元件几乎不产生额外应力,是压力传感器、功率模块等精密器件灌封的优先选择。

此外,灌胶机还可稳定处理AB硅胶、水晶胶、导热AB胶(用于功率器件散热传导)、密封胶等多类功能性双组份材料。针对单组份胶水(如UV胶、硅胶等),灌胶设备同样可以适应。

七、深圳市品速科技有限公司的设备与服务

深圳市品速科技有限公司是一家集设计、研发、生产、销售、安装调试及维护于一体的国家高新技术企业,已获得发明专利20余项、实用新型专利56项,累计服务4000余家制造业客户,覆盖150余个细分行业。其灌胶机产品以“设备+工艺”的系统化服务模式为特色,主要包含以下几种核心产品线:

落地式自动灌胶机采用三轴龙门架设计,有效行程可根据产品尺寸定制,适用于充电器、适配器、驱动电源、滤波器、控制板等产品的灌胶。设备配备振动盘装置,通过振动使胶水更好地流入产品内部各个缝隙,尤其适用于内部间隙小、胶水不易自然流动的产品。机型覆盖从551型到1224型等多个规格,有效行程最大可达1.2×2.4米。供胶系统采用304不锈钢料桶,容积可选20L、30L或50L,计量精度和混合精度均控制在±2%以内,支持静态或动态混合,配比比例可在1:1至10:1范围内固定调节。

在线式自动灌胶机集成了灌胶机与流水线输送系统,形成一体化倍速链灌胶产线。设备将产品放置在治具上,通过流水线自动输送到混合出胶阀下方,按设定的程序自动灌胶,灌胶完毕后再自动输送到下一工位。该设备可与固化炉、机械手、抽真空箱等设备组成全自动灌胶固化生产线,适用于防水电源、适配器、变压器、电感、高压包等产品的大批量连续灌胶。设备吐出精度和计量精度可达较高水平,吐出速度范围为1g/S至15g/S,可根据产品需求灵活调整。

视觉在线式灌胶机搭载CCD视觉系统、AB胶灌胶机、流水线和XYZ三轴运行模组等机构。人工将产品放置在皮带线上,设备自动传送至混合出胶阀下方,CCD视觉系统自动识别产品位置并进行定位,三轴运行模组带动混合出胶阀均匀出胶,灌胶完毕之后产品自动流出。相机像素达1200万,重复定位精度±0.01mm,计量精度和出胶精度均控制在±2%以内。视觉系统可自动补偿工件的位置偏移,工件无需精密治具即可完成高精度灌胶。

真空灌胶机在真空环境下完成胶水的配比、混合与灌注,从根源上消除气泡隐患,显著提升灌封产品的绝缘性能和密封可靠性。该设备在电子封装、汽车电子、新能源等行业中应用广泛,尤其适用于电机控制器、高压继电器、精密传感器等对气泡控制有严苛要求的高可靠性产品。

非标定制灌胶线是品速科技服务能力的重要体现。公司可根据客户的实际产线布局、工艺流程及MES系统对接需求,提供从上下料、预热、灌胶、固化到治具自动回流的全流程非标定制方案,灌胶行程、出胶阀数量与类型、流水线规格等均可按需配置。

关于服务体系,品速科技构建了贯穿售前、售中、售后的全生命周期服务体系。售前阶段,客户可获取免费打样与工艺验证服务,品速科技的工程师团队协助分析胶粘剂特性,根据客户提供的产品样品进行工艺测试与打样,匹配最佳胶水参数与灌胶方案。售中阶段,设备交付后由技术人员现场完成安装调试,并提供系统化的操作培训与维护保养指导。售后服务方面,设备提供一年免费保修,关键部件保修期内免费维修,终身提供技术支持。售后专员定期对设备进行回访与维护检查,排查潜在故障。全国各地设有多个服务网点及技术服务中心,可为客户提供设备维护与技术支持。此外,公司还提供工艺培训与年度设备健康检查服务,延长设备技术生命周期。

八、结语

从一台基础的落地式灌胶机,到一条集视觉识别、真空脱泡、在线传输和固化于一体的全自动生产线,灌胶机自动化设备正在越来越多的高可靠性制造场景中替代传统手工灌胶,成为保障产品品质的关键工序。