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Strumenti da laboratorio e affidabilità
Quando si tratta di test in laboratorio, l'affidabilità ha un ruolo chiave. Per sostenere il ritmo richiesto, l'attrezzatura da laboratorio non deve solamente essere perfettamente affidabile dal punto di vista funzionale ma avere anche una vita utile prolungata. Per i risultati forniti, ripetibilità e precisione sono fondamentali per ottenere risultati perfettamente riproducibili. Per progettare macchine per test di laboratorio affidabili per questi due aspetti bisogna prestare particolare attenzione alle scelte di progettazione e alla scelta del motore. Spiegazioni.
Affidabilità: un fattore cruciale per la strumentazione da laboratorio
Per essere efficienti in termini di costi e in linea con le aspettative di mercato, una macchina da laboratorio deve fornire una produttività estremamente elevata: non è raro che questo tipo di attrezzature venga utilizzato 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Questo è un motivo per cui il funzionamento deve essere ottimale per prevenire tempi morti. Il più piccolo malfunzionamento comprometterebbe l'intera procedura di test con la perdita di prezioso tempo operativo. La chiave per una buona progettazione è quindi puntare su componenti affidabili che abbiano una prolungata vita utile e un buon livello qualitativo.
Temperature d'esercizio, tracciabilità e pulizia delle mandate, tenuta delle apparecchiature, precisione delle quantità durante il pipettamento sono solo alcuni degli elementi da considerare per garantire la ripetibilità e la riproducibilità dei movimenti e l'affidabilità dei test. Più nello specifico, bisogna prestare la massima attenzione ai sottogruppi utilizzati per fornire il risultato del test. Questi sottogruppi svolgono tutti i movimenti motorizzati necessari a mettere a contatto il campione analizzato con i reagenti scelti. Questi movimenti consistono essenzialmente nel trasporto e nel pipettamento.
Affidabilità della strumentazione da laboratorio: buone pratiche di progettazione
- Osservare le specifiche di assemblaggio di ogni componente. Anche se poteste essere tentati di deviare dalle specifiche per mantenere bassi i costi, una qualità di assemblaggio scarsa potrebbe causare scostamenti della ripetibilità tra i vari prodotti realizzati compromettendo l'affidabilità.
- Eliminare le impostazioni dipendenti dall'operatore soggette a interpretazione. Includere l'intervento umano durante la configurazione comporta il rischio di discrepanze nei risultati da una persona all'altra: un operatore infatti potrebbe non inserire correttamente le impostazioni o le istruzioni potrebbero non essere sufficientemente chiare. Analogamente, se i componenti meccanici comprendono un'opzione di impostazione, c'è il rischio che perdano la propria impostazione con il passare del tempo e debbano essere nuovamente regolati.
- Non risparmiare sulla precisione, sia dei componenti stessi sia delle interfacce tra i componenti.
- Mantenere sotto controllo la catena di qualità, sia per quanto riguarda la qualità dei fornitori che i test di accettazione dei componenti prima dell'assemblaggio.
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Scelte di progettazione: come mantenere uno stretto controllo della precisione dei movimenti
La sfida chiave nella progettazione è ottenere il giusto livello di qualità a un costo adeguato, prendendo le migliori decisioni tecniche per la funzione desiderata e la vita utile desiderata per la macchina. Quando si tratta della precisione dei movimenti, sono diverse le opzioni disponibili:
- interruttori di fine corsa e motore passo-passo. Se le dimensioni del motore sono corrette, questa combinazione permette di controllare la posizione ma senza alcun feedback.
- Encoder e motore passo-passo. Questa combinazione permette di avere informazioni immediate sulla posizione esatta. È l'opzione migliore se si intende massimizzare la precisione dei movimenti. Tuttavia, gli encoder sono in genere più costosi degli interruttori di finecorsa.
Invece di un motore passo-passo, è possibile scegliere anche un motore EC (chiamato anche motore BLDC) che va addirittura oltre in termini di capacità di controllo e servocomando dei movimenti.
Con l'intelligenza integrata, i motori BLDC forniscono un feedback sul funzionamento del motore semplificandone notevolmente il controllo. Tuttavia, i motori BLDC sono più costosi dei motori passo-passo. Quindi, a volte, è preferibile utilizzare i motori passo-passo in combinazione con interruttori di finecorsa o encoder.
In ogni caso, quando si tratta di massimizzare la vita utile, le tecnologie senza spazzole sono l'opzione migliore perché l'aggiunta di motori con spazzole potrebbe limitare la durata di servizio.
Vita utile e componenti soggetti a usura
Per fornire una eccezionale affidabilità, i motori e i gruppi della strumentazione da laboratorio devono assicurare una vita utile prolungata. Si devono quindi prendere delle decisioni riguardanti le diverse gamme di prodotti disponibili perché non tutti i motori vincono questa sfida. Alcune tecnologie per motori offrono solo 3.000 ore di funzionamento mentre altre attivano a 20.000 ore.
Inoltre, se vi sono difetti di assemblaggio o se i motori finiscono per funzionare oltre l'intervallo d'esercizio corrispondente, si riduce la loro vita utile. Si raccomanda quindi vivamente di seguire le raccomandazioni del produttore. La stessa regola si applica a tutti i componenti correlati al movimento: cuscinetti, pignoni, cinghie e commutatori. Con questi componenti bisogna inoltre valutare attentamente gli elementi soggetti a usura.
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