利用真空牢固夾緊小型面板

ASSTEC Assembly Technology GmbH & Co. KG 專注於開發和創建符合人體工學的工作空間。其產品和服務範圍涵蓋從供應用於製造裝配、測試和運送工作站的單個組件，到設計和製造用於全規模工業生產的單個單件流生產單元。

在生產桌面和面板，或使用材料建造商品固定裝置、滑槽、抽屜和架子時，ASSTEC 通常使用在數控雕刻機上加工的高壓層壓板 (HPL) 面板。這些面板被夾持在真空台上。

ASSTEC 依賴 Busch 的 MINK 爪式真空泵浦產生真空。真空泵浦產生穩定的高真空，即使是小型工件也能牢固固定。

關於 ASSTEC

位於 Rottweil 的 ASSTEC 總部的各個部門（車間、工具、設計、實施）都致力於在製造業所有領域的生產製程的各個方面實現效率。他們還提供諮詢計劃，包括專門的研討會，主題涉及佈局和物料流規劃、減少工具時間、符合人體工學的工作站設計和車間管理等。

簡而言之，ASSTEC 致力於解決所有能夠讓生產更迅速、更有效率的問題，同時也讓工作站更符合人體工學、更安全。在與客戶合作開發概念後，ASSTEC 使用全尺寸 (1:1) 紙板工程原型模型進行測試。之後便是各個工作站（圖 1）及其設備的設計和製造。

固定面板

在加工面板時，ASSTEC 主要使用各種厚度的 HPL，然後在數控雕刻機上進行加工（圖 2）。該雕刻機亦可用於鐉削或雕刻聚碳酸酯、其他塑膠和鋁面板。

製造商在雕刻機上安裝了四個抽吸風扇。這些抽吸風扇各自供應四分之一象限，整個加工台被劃分為四個象限。每個象限的尺寸為 3,000 x 500 公釐。這使得機器能夠牢固地固定尺寸達 2 x 3 公尺的面板。抽吸風扇所產生的真空也足夠強大，足以固定覆蓋加工台四分之一象限的面板。然而，對於較小的工件而言，保持力太低，這意味著在製程中，它們經常在加工台上滑動。

為了消除系統中的這一缺陷，該公司嘗試降低雕刻機的進給速率，但此解決方案被認為不足。因此，ASSTEC 總經理 Marc Blessing 開始尋找更好的技術解決方案，並與 Busch 真空解決方案的真空專家進行了交談。

Busch 真空解決方案及其對客戶的益處

他們建議使用 MINK MV 爪式真空泵浦，用於取代四個現有的抽吸風扇。

ASSTEC 決定實施此解決方案，然後用一台 MINK MV 爪式真空泵浦（圖 3）取代了四個抽吸風扇，該真空泵浦現在產生足夠的抽氣速率來覆蓋所有四個真空區域，即整個加工台。更重要的是，它們的 150 毫巴（絕對）真空度明顯高於舊抽吸風扇的 800 毫巴（絕對）真空度（圖 4）。

MINK MV 爪式真空泵浦，幾乎無需維護。只有齒輪箱內的齒輪油需要每兩年更換一次。由於高真空度，即使是小工件現在也可以在加工過程中牢固地夾緊。

真空夾持的物理基礎
使用真空台進行夾持的原因當然是為了在加工過程中能夠牢固地固定扁平的工件。另一個優勢是不需要機械夾緊元件，這意味著不會在連接組件上浪費時間，並且不會在工件上留下壓痕。各種因素的組合決定了工件是否牢固固定。從物理角度來講，固定工件的其實不是真空，而是大氣壓力。真空系統只是在對側提供足夠的負壓，以使大氣壓力發揮其全部作用。從技術角度來看，夾緊過程中，工件與加工台或其支撐面之間的壓力會因空氣被抽出而降低。

壓力、表面、保持力
在物理學中，壓力被定義為影響特定面積的力，因而它是力和面積的函數（圖 5）。以下範例演示了如何計算此函數：

HPL 面板放置在數控雕刻機的真空台上，準備進行加工。它的尺寸為 500 x 3,000 公釐，與其中一個象限的尺寸完全相符。其他三個象限透過截止閥與真空供應分隔。

計算抽吸風扇的保持力（800 毫巴（絕對））



這意味著大氣壓力與抽吸風扇所產生負壓之間 200 毫巴的壓差會產生 30,000 N 的保持力。因此，面板以重達三公噸的重量被壓在加工台上。
如果使用者想要夾緊較小的 HPL 面板進行加工，則使用相同的公式減少保持力。在這種情況下，假設真空工作台上的閒置空間是氣密的，並以面板材料或薄膜覆蓋。
如果夾緊尺寸為 150 x 150 公釐的 HPL 面板，則保持力僅為 450 N，相當於以 45 公斤重量將面板壓到加工台上。根據使用者對面板的操作，450 N 的保持力可能太小，無法確保面板被牢固固定。
如果現在在相同條件下，使用 MINK 爪式真空泵浦將此小型 HPL 面板夾緊到加工台上，則保持力將增加四倍以上。原因是，大氣壓力與真空泵浦產生的真空之間的 150 毫巴的壓差增加。從數學角度來看，使用抽吸風扇夾緊時的力為 450 N，而使用 MINK 真空泵浦夾緊時則增加到 1,912 N。施加在面板上的重量從 45 公斤增加到 191 公斤。

因此，我們可以得出結論，HPL 面板越小，真空泵浦的壓差或真空度就必須越高。
這些計算僅於真空台上未被正在處理的面板覆蓋的表面，被覆蓋以使其氣密時適用。否則「漏氣」會被吸入系統。如果真空泵浦足夠大且抽氣速率足夠高，則仍可達到所需真空度。但是，如果真空泵浦太小，「漏氣」被吸入系統的風險會對真空度造成負面影響，因此也會影響保持力。

ASSTEC 自 2018 年初開始使用 MINK 爪式真空泵浦。總經理 Marc Blessing 強調，從那時起他們就沒有遇到任何夾緊問題，並且真空泵浦能夠提供持續高真空度，讓他們非常滿意。