一、核心技術參數
PICOSOL 4SA?4SB?M4SA?M4SB系列作為超微型閥產品,技術參數圍繞“超小適配"與“精準控制"兩大核心,所有參數均經過CKD實驗室多輪標定及工業場景長期驗證,具體細節如下:
1. 工作介質與凈化標準
核心適配介質為超高潔凈壓縮空氣,僅可兼容符合ISO VG5標準的極微量油霧,油霧濃度嚴格限制在0.005~0.05mg/m3,是CKD旗下油霧耐受閾值的系列之一,專為無油或超微油潤滑的精密系統設計;絕對禁止介質中混入粒徑≥0.5μm的固體雜質、冷凝水及任何揮發性化學氣體(如乙醇、蒸汽),否則會直接造成超小閥芯卡滯、密封件溶脹或腐蝕失效。配套過濾系統必須采用0.5μm級超精密過濾器,建議配置“前置預濾(2μm)+后置精濾(0.5μm)+高效除水器+油霧分離器"四級預處理裝置,若用于醫療植入器械或半導體晶圓處理場景,需選用符合ISO 8573-1 Class 1標準的無油干燥過濾系統。
2. 工作壓力與真空適配范圍
該系列以低壓微真空控制為核心能力,不同子系列壓力適配存在明確細分:4SA基礎系列工作壓力范圍為-0.09MPa(微真空)~0.4MPa,適用于常規超小氣動回路;4SB系列因換向結構差異,壓力范圍擴展至-0.095MPa~0.5MPa,可適配稍高負載的微型執行元件;M4SA改良系列通過密封材質升級,真空極限達-0.1MPa(絕對真空),壓力范圍為-0.1MPa~0.4MPa,直接適配微型真空吸附系統;M4SB系列則兼顧真空性能與壓力承載,范圍為-0.1MPa~0.5MPa,適配需真空與壓力切換的復雜場景。當系統處于真空狀態(≤-0.08MPa)且環境溫度≤5℃時,連續工作時間建議不超過6小時,需設置自動泄壓間隔程序,防止閥芯因低溫負壓出現粘連。在介質溫度處于-15℃~0℃或45℃~50℃區間時,工作壓力需下調25%~35%,避免溫度導致密封彈性下降或壓力傳導失真。
3. 工作溫度與環境耐受能力
環境與介質溫度需滿足協同耐受要求:常規工作溫度范圍為-15℃~50℃,其中4SA/4SB基礎系列在-15℃~-5℃區間需降低工作頻率(≤30次/分鐘),M4SA/M4SB改良系列因采用耐低溫氟橡膠密封件,可在該區間正常工作(≤80次/分鐘)。環境濕度需控制在25%~80%RH,絕對無凝露,若用于恒濕潔凈車間(如半導體封裝間),需為閥體加裝防水透氣防護罩,防護罩透氣量≥50mL/min,確保閥內熱量正常散出。該系列可在海拔0~1500m環境中穩定工作,海拔每升高500m,響應速度下降約5%~8%,可通過微調控制信號脈沖寬度(增加0.5ms)進行補償。此外,M4SA/M4SB系列具備基礎抗靜電能力,可耐受≤1000V的靜電放電(ESD),適用于電子元件組裝的靜電敏感環境。
4. 響應特性與控制精度
響應速度是該系列的核心競爭力,在標準工況(工作壓力0.2MPa、額定電壓、通徑φ0.8mm)下,4SA系列吸合響應時間≤5ms,釋放響應時間≤3ms;4SB系列因通徑稍大,吸合響應時間≤5.5ms,釋放響應時間≤3.5ms;M4SA系列采用氧化鋯陶瓷閥芯,吸合響應時間縮短至≤4ms,釋放響應時間≤2.5ms;M4SB系列吸合響應時間≤4.5ms,釋放響應時間≤3ms。當電壓在額定值±6%范圍內波動時,響應時間變化量嚴格控制在≤0.8ms,確保多閥聯動時的同步誤差≤±1ms,滿足半導體芯片搬運等高精度協同場景需求。流量控制精度方面,額定流量下壓力損失≤0.008MPa,在15%~100%流量區間內,流量波動量≤±1.5%,且在低流量區間(15%~30%額定流量)無滯環現象,可穩定控制φ1.6氣管的微量氣流(最小流量0.5L/min)。
5. 電壓規格與電氣性能
以直流低壓為主,適配微型控制器供電需求:主流規格為DC24V、DC12V,特殊定制型號支持DC5V(適配嵌入式微型控制模塊),電壓允許波動范圍-10%~+8%。線圈額定功率差異精準匹配系列定位,4SA系列為0.6W(DC24V)、0.3W(DC12V);4SB系列為0.7W(DC24V)、0.35W(DC12V);M4SA系列采用高效銅線繞制線圈,功率降至0.4W(DC24V)、0.2W(DC12V);M4SB系列為0.5W(DC24V)、0.25W(DC12V)。所有型號支持間歇通電與連續通電模式,連續通電時線圈溫升≤35K(環境溫度25℃),絕緣等級為Class F,耐溫155℃,絕緣電阻≥1000MΩ(500VDC),耐電壓≥2000VAC(1分鐘),確保電氣安全。接線方式為微型導線引出式,默認導線長度120mm,可定制150mm、200mm規格,導線采用聚酰亞胺(PI)絕緣層,耐溫等級180℃,耐化學腐蝕性能優于氟樹脂。
6. 耐久性與壽命指標
機械壽命(無負載切換次數):4SA/4SB基礎系列≥1000萬次;M4SA/M4SB改良系列因閥芯與閥套配合精度提升(間隙≤0.001mm),壽命分別提升至≥1300萬次(M4SA)與≥1200萬次(M4SB)。密封壽命(帶額定負載工作):4SA/4SB系列≥700萬次;M4SA/M4SB系列≥900萬次,較同規格普通超微型閥提升40%以上。在規范使用條件下(介質0.5μm過濾、壓力波動≤±0.03MPa、環境溫度10℃~35℃),實際使用壽命可延長50%~70%。線圈壽命:連續通電模式下≥20000小時,間歇通電模式(占空比20%)下≥40000小時,滿足長周期精密設備的使用需求。
7. 接口與安裝規格
接口類型為超微型快插式,適配φ1.6、φ2、φ3規格的PTFE或PU微型氣管,部分M4SA型號支持M3×0.5內螺紋接口(適配超小接頭)。密封件默認采用醫用級氟橡膠(FKM),符合USP Class VI標準,可根據需求更換為全氟醚橡膠(FFKM)(耐強腐蝕)或硅橡膠(食品級),密封性能達0.5MPa壓力下48小時無泄漏。閥體尺寸實現微型化,4SA系列最大尺寸(長×寬×高)為22mm×6mm×15mm,重量僅8g;4SB系列為24mm×7mm×16mm,重量9g;M4SA系列為23mm×6.5mm×15.5mm,重量8.5g;M4SB系列為25mm×7.5mm×16.5mm,重量9.5g。安裝方式支持超薄粘貼式(自帶耐高溫亞克力膠)、微型板式安裝(適配CKD專用超小閥板)及卡箍式安裝,粘貼式安裝可耐受≤100℃環境溫度,卡箍式安裝拆卸時間≤10秒,滿足小型設備的快速維護需求。
8. 流量特性參數
以標準工況(0.2MPa、25℃)為基準,φ1.6快插接口額定流量為15L/min(ANR),φ2接口為30L/min(ANR),φ3接口為60L/min(ANR),M3螺紋接口為70L/min(ANR)。流量特性曲線呈線性,在10%~100%流量范圍內,流量控制精度≤±1.5%,且在極小流量區間(10%~20%額定流量)仍保持穩定輸出,無流量脈動現象,特別適用于半導體晶圓的真空吸附定位、微型注射器的精準推注等超精控制場景。
二、衍生系列的不同
PICOSOL 4SA?4SB?M4SA?M4SB系列基于統一的超微型先導式架構,核心差異體現在換向功能、材質工藝、性能指標及場景適配能力上,形成覆蓋“基礎超微-負載擴展-精密改良-復合場景"的完整產品矩陣,具體區別如下:
1. 設計定位與核心目標
4SA系列定位“超微基礎通用型",核心目標是在體積下實現基礎真空/壓力控制功能,以高性價比滿足普通超小設備需求,如小型電子元件的微型吸盤控制;4SB系列為“超微負載擴展型",聚焦稍高負載的超小氣動回路,通過優化流道提升壓力承載能力,適配微型氣缸的驅動控制;M4SA系列是“超精真空改良型",針對半導體、醫療等領域的真空精準控制需求,通過材質升級提升真空密封性能與響應速度,適配芯片搬運、微創器械的真空吸附場景;M4SB系列則為“超精復合工況型",兼顧真空性能與壓力負載,適配需要真空-壓力切換的復雜超小回路,如微型檢測儀器的多動作執行控制。
2. 材質工藝與結構差異
閥體材質:四者均采用高強度ADC12鋁合金,但表面處理不同——4SA/4SB系列為超薄陽極氧化(膜厚3μm,防銹等級IP54);M4SA/M4SB系列為硬質陽極氧化+納米涂層復合處理(膜厚8μm,防銹等級IP65,防指紋污染)。閥芯材質:4SA/4SB系列為鋁合金鍍鎳(摩擦系數0.09);M4SA系列為氧化鋯陶瓷閥芯+SUS316L閥套(摩擦系數0.04);M4SB系列為SUS316L不銹鋼閥芯+陶瓷閥套(摩擦系數0.05)。密封結構:4SA/4SB系列為單唇密封;M4SA系列為雙唇密封+真空增強環(提升真空密封性能);M4SB系列為雙唇密封+壓力自適應環(兼顧真空與壓力密封)。流道設計:4SA/M4SA系列為單流道(適配真空或單一壓力);4SB/M4SB系列為雙流道切換結構(支持壓力-排氣快速切換)。
3. 功能模塊與控制能力
換向功能:4SA系列僅支持兩位三通單線圈彈簧復位模式(真空/壓力-排氣);4SB系列支持兩位五通單線圈彈簧復位模式(壓力-真空/排氣);M4SA系列在4SA基礎上增加“真空保壓"功能,閥芯關閉后真空泄漏量≤0.1kPa/min;M4SB系列支持兩位五通雙線圈保持模式,可斷電保持當前工位,同時具備“壓力-真空快速切換"功能,切換時間≤5ms。信號反饋:4SA/4SB系列無反饋功能;M4SA/M4SB系列可標配超微型光電傳感器(輸出NPN/PNP信號),傳感器響應時間≤1ms,支持PLC閉環控制,M4SB系列額外集成流量監測模塊,可實時反饋氣流流量信號。應急操作:僅M4SA/M4SB系列集成微型手動撥片(厚度0.5mm),4SA/4SB系列無此設計。
4. 環境耐受與特殊能力
溫度耐受:4SA/4SB系列在-15℃~-5℃區間需降頻使用,M4SA/M4SB系列可正常工作;M4SA/M4SB系列最高耐受溫度提升至55℃,較基礎系列高5℃。腐蝕耐受:4SA/4SB系列僅耐受干燥潔凈環境;M4SA/M4SB系列可耐受濃度≤3%的弱酸堿溶液蒸汽(如實驗室常見的乙酸、氨水蒸汽)。抗靜電與抗干擾:M4SA/M4SB系列具備ESD抗靜電認證(1000V)與基礎EMC抗干擾能力(≤8V/m),4SA/4SB系列無專門防護設計。真空能力:4SA系列僅支持-0.09MPa微真空,4SB系列為-0.095MPa,M4SA/M4SB系列支持-0.1MPa絕對真空,且M4SA系列在真空狀態下連續工作時間不受限制(基礎系列建議≤8小時)。
5. 安裝與適配靈活性
安裝方式:4SA/4SB系列支持粘貼式與簡易微型板式安裝;M4SA/M4SB系列增加卡箍式安裝(適配振動環境),M4SB系列還支持角度可調式安裝(0°~45°)。管路適配:4SA/4SB系列快插接口為固定方向;M4SA/M4SB系列快插接口可360°旋轉,且接口附帶防脫倒刺(拉力≥5N),防止氣管脫落。電壓適配:4SA/4SB系列支持DC12V/24V;M4SA/M4SB系列額外支持DC5V,適配嵌入式微型控制器,M4SB系列還支持寬電壓輸入(DC10V~30V),提升供電兼容性。
三、產品優勢
PICOSOL 4SA?4SB?M4SA?M4SB系列憑借的超微型設計、精準的控制性能及差異化的功能配置,在超小流量氣動控制領域形成顯著競爭力,核心優勢體現在以下七方面:
1. 超微型化,空間利用率突破極限
系列產品將超微型閥體積壓縮至行業水平,4SA系列最小型號僅22mm×6mm×15mm,重量8g,較同流量等級同類產品體積減小50%、重量減輕60%。這種尺寸使其能輕松嵌入半導體芯片封裝設備的晶圓搬運機構、微創醫療設備的探針控制模塊及便攜式檢測儀器的內部狹小空間,解決了“超小設備無法安裝傳統閥件"的行業痛點。多閥集成時,通過專用超小閥板可實現30個以上閥門密集排布,較傳統微型閥組節省80%的安裝空間,助力設備向微型化、集成化方向發展。
2. 響應速度極快,控制精度達超微級別
M4SA系列吸合響應時間≤4ms、釋放響應時間≤2.5ms,是目前超微型閥中響應速度最快的型號之一,配合陶瓷閥芯與閥套的超精配合(間隙≤0.001mm),可實現最高200次/秒的高頻切換,適用于電子元件高速分揀、半導體芯片快速定位等對節拍要求的場景。在超微流量控制方面,15%額定流量下精度仍達±1.5%,可穩定控制0.5L/min的極小氣流,滿足半導體晶圓“輕吸不損傷、穩吸不脫落"的超精控制需求,及微型醫療設備的微量流體切換需求。
3. 系列矩陣完整,場景適配覆蓋全維度
4SA/4SB/M4SA/M4SB系列形成清晰的功能梯度:4SA覆蓋普通超微真空場景,4SB適配超微壓力負載場景,M4SA聚焦超精真空控制,M4SB應對超精復合工況,滿足從普通精密到超精復雜的各類超小流量控制需求。同時,豐富的接口規格(φ1.6~φ3快插、M3螺紋)、電壓選項(DC5V/12V/24V)及功能模塊(反饋、監測、保壓),可直接匹配不同品牌的微型控制系統,無需額外轉接,降低系統集成成本與難度。
4. 耐久性優異,維護成本大幅降低
M4SA系列機械壽命達≥1300萬次,按每天工作16小時、每小時切換1500次計算,使用壽命可達15年以上,較普通超微型閥(壽命約400萬次)提升2倍以上。系列產品采用模塊化設計,線圈、密封件、閥芯等易損件可單獨拆卸更換,更換一個閥芯僅需2分鐘,較整體更換閥體節省95%的維護時間。易損件價格僅為閥體總價的3%~10%,結合其超長使用壽命,長期使用可降低80%以上的維護成本。此外,M系列的防腐蝕與防塵結構,進一步減少故障頻次,降低維護工作量。
5. 超低功耗特性,運行成本可控
M4SA系列DC24V型號額定功率僅0.4W,較同規格普通超微型閥(功率約1.5W)降低73%;M4SB系列雙線圈保持型在斷電保持狀態下功耗趨近于零,以一條使用50個M4SA閥門的半導體生產線為例,每天工作24小時,每年可節省電能約4200度,較傳統閥門降低電費支出85%以上。即使是基礎系列4SA,功率也僅0.6W,長期大規模使用可顯著降低企業能源成本,符合綠色生產理念。
6. 材質安全環保,適配高要求領域
M4SA/M4SB系列閥芯與密封件均采用符合RoHS 2.0標準的環保材質,密封件通過USP Class VI醫用認證及FDA食品級認證,可直接用于醫療植入器械(如微創手術工具的氣動控制)、食品檢測設備及半導體晶圓處理系統,避免介質污染與材質遷移風險。系列產品無鉛、無鎘、無鹵素設計,滿足嚴格的環保法規要求,出口無需擔心環保壁壘,拓寬了應用范圍與市場空間。
7. 安裝維護便捷,降低人工成本
超薄粘貼式安裝無需鉆孔,亞克力膠粘貼強度達8N以上,可直接固定在設備殼體或微型支架上,安裝時間縮短至20秒以內;360°旋轉快插接口與防脫倒刺設計,減少管路安裝錯誤與脫落風險,降低返工率。日常維護時,無需專業工具,僅憑專用微型撥片即可拆卸閥體端蓋,檢查閥芯狀態;M系列的光電反饋與流量監測模塊具備故障自診斷功能,可快速定位閥芯卡滯、線圈故障、流量異常等問題,將故障排查時間從2小時縮短至3分鐘以內,大幅降低人工成本與設備停機損失。
綜上,CKD PICOSOL 4SA?4SB?M4SA?M4SB系列通過的超微型化設計、超精的控制性能、完整的系列矩陣及突出的耐久性,為超小流量氣動控制場景提供了、高可靠的解決方案。其在半導體、醫療、微型電子等領域的核心優勢,已通過大量實際應用驗證,成為超精氣動控制領域的產品。