Planetenkugelmühle mit einem bis zu 150 Prozent höheren Energieeintrag

Sicher, leistungsstark und bedienerfreundlich

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Planetenkugelmühlen haben sich in vielfältigsten Anwendungen als Werkzeug zum Feinstvermahlen von Pulvern bis in den Mikrometerbereich bewährt. Letzterer ist heute in vielen Industriebereichen nicht mehr ausreichend. Die aktuelle Herausforderung besteht in der Erzeugung von Nano-Partikeln.

Wolfgang Simon

Das Mahlen von Materialien in den Nanometerbereich erfordert einen sehr hohen Energieeintrag und damit deutlich höhere Drehzahlen als mit herkömmlichen Planetenmühlen erzeugt werden können. Konventionelle Planetenkugelmühlen zeichnen sich dadurch aus, dass die Mahlbecher auf der Sonnenscheibe der Mühle verspannt werden. Diese Art der Befestigung limitiert die maximal mögliche Drehzahl. Denn ab einer bestimmten Drehzahl werden die auf die Becher wirkenden Zentrifugalkräfte so hoch, dass die Verspannung die Becher nicht mehr halten kann. Schäden an der Mühle und den Bechern sind die Folge. Dieses Problem konnte Fritsch bei den premium-line-Planetenkugelmühlen lösen, indem die Mahlbecher in die Sonnenscheibe der Mühle versenkt werden. Nun liegt der Schwerpunkt der Becher in der Ebene der Sonnenscheibe. Die auftretenden Zentrifugalkräfte erzeugen deutlich niedrigere Kippmomente, was wiederum eine deutlich höhere Drehzahl der Mühle erlaubt. Auf diese Weise lassen sich mit den premium-line-Mühlen Drehzahlen von bis zu 1100 min-1 erzeugen, was einem um bis zu 150 % höheren Energieeintrag entspricht. Der erhöhte Energieeintrag verkürzt nicht nur die Mahldauer, sondern ermöglicht auch, dass besonders harte Materialien mit Planetenmühlen zu Nano-Partikeln zerkleinert werden können.
Bild 1 zeigt die Ergebnisse eines Versuchs, bei dem Al2O3 in einer Suspension unter Verwendung von Zirkonoxidmahlkugeln (Durchmesser 0,5 mm) in einer premium-line-Mühle und in einer konventionellen Planetenmühle zerkleinert wurden. Der d50-Wert des Ausgangsmaterials beträgt 21 µm. Bei der Probe, die mit der premium line verarbeitet wurde, liegt der d50-Wert der Partikelgrößenverteilung bereits nach 60 Minuten unter 300 nm. Diesen Wert erreicht die konventionelle Planetenmühle selbst nach 240 Minuten nicht. Im Unterschied dazu kommt die premium line bei einer Mahldauer von 240 Minuten auf einen d50-Wert der Partikelgrößenverteilung von 99 nm.
Die Befestigung der Mahlbecher in der Mühle ist dank Selflock-Technik mit nur zwei Handgriffen erledigt, wobei Fehlbedienungen ausgeschlossen sind. Ein in den Becherdeckel integrierter RFID-Chip erkennt zudem die verwendeten Mahlbecher automatisch. Die Drehzahl wird optimiert und unzulässige Mahleinstellungen werden verhindert. Natürlich gibt es auch eine Unwuchtkontrolle, die bei falscher Beladung das Anfahren der Mühle unterbindet. Für Sicherheit sorgt auch ein in den Deckel des Mahlbechers integriertes Ventil, über das ein sich während des Mahlprozesses aufbauender Überdruck abgelassen werden kann.
Für den Routinebetrieb gerüstet
Die premium line verfügt über die Möglichkeit, verschiedene Mahlprogramme zu generieren und zu speichern. Als Parameter lassen sich Drehzahl, Mahldauer, Pausenzeiten und der Reversmodus variieren. So erzeugte SOPs (Standard Operating Procedures) können mit einem Passwort geschützt werden. Die premium line verfügt über USB-, Bluetooth- und Ethernet-Schnittstellen, über die die Mühle in die IT-Struktur des Labors eingebunden werden kann. Zudem können mit einer speziellen Software sämtliche Parameter des Mahlprozesses erfasst und gespeichert werden. Das heißt: Eine Validierung des Mahlprozesses ist möglich.
Für die Fritsch-pulverisette-7-premium-line sind Mahlbecher mit einem Fassungsvermögen von 20 ml, 45 ml und 80 ml verfügbar. Natürlich stehen für die unterschiedlichen Applikationen Becher aus verschiedenen Werkstoffen zur Verfügung: Von Achat bis Zirkonoxid, von Stahl bis Wolframkarbid – für jede Anwendung findet sich das richtige Material. Des Weiteren kann der Anwender aus verschiedensten Kugelgrößen die für seine Anwendung geeignete heraussuchen.
cav 429

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