脫泡攪拌機(jī)的攪拌機(jī)制核心是通過(guò) **“特定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) + 復(fù)合運(yùn)動(dòng)方式"**,針對(duì)性產(chǎn)生 “剪切力、對(duì)流力、撞擊力" 等多種機(jī)械力,打破物料組分的團(tuán)聚狀態(tài)或分層現(xiàn)象,最終實(shí)現(xiàn)不同形態(tài)(液體、粉末、顆粒)物料的均勻分散與融合。其混合效果的關(guān)鍵在于 “力的精準(zhǔn)傳遞"—— 讓機(jī)械力高效作用于物料內(nèi)部,而非僅停留在表面,具體實(shí)現(xiàn)邏輯可拆解為以下 3 個(gè)層面:
物料混合的核心難點(diǎn)在于兩類(lèi)問(wèn)題:
固體粉末的團(tuán)聚問(wèn)題:如鋰電池正極材料(三元粉末)易因靜電團(tuán)聚成 “小疙瘩",普通攪拌無(wú)法打散;
多相物料的分層問(wèn)題:如樹(shù)脂與溶劑、膠水與填料易因密度差異分層,需強(qiáng)制對(duì)流實(shí)現(xiàn)融合。
攪拌機(jī)制通過(guò) “多種力的協(xié)同作用" 針對(duì)性解決這些問(wèn)題:
剪切力:像 “機(jī)械剪刀" 一樣切斷粉末團(tuán)聚體、撕裂液體界面膜,是打散高粘度或高團(tuán)聚物料的關(guān)鍵;
對(duì)流力:帶動(dòng)物料整體循環(huán)流動(dòng)(如從容器底部到頂部、中心到邊緣),避免局部組分不均;
撞擊力:高速運(yùn)動(dòng)的攪拌部件直接撞擊大顆?;驁F(tuán)聚塊,進(jìn)一步細(xì)化物料粒徑。
攪拌機(jī)制的效果直接依賴(lài)于攪拌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),不同結(jié)構(gòu)適配不同粘度、不同組分的物料,常見(jiàn)類(lèi)型分為 3 種:
這是脫泡攪拌機(jī)中zui常用的結(jié)構(gòu)(尤其電子、新能源領(lǐng)域),通過(guò) “公轉(zhuǎn) + 自轉(zhuǎn)" 的復(fù)合運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn) “wu死角混合",具體原理如下:
運(yùn)動(dòng)方式:
攪拌槳(通常為槳葉式或螺桿式)有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)維度:
公轉(zhuǎn):攪拌槳圍繞物料容器的中心軸旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速通常 50-500rpm),帶動(dòng)物料整體做 “環(huán)形對(duì)流"—— 容器邊緣的物料被甩向中心,底部物料被帶至頂部,形成大范圍循環(huán),避免 “局部停滯";
自轉(zhuǎn):攪拌槳自身圍繞軸線(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速通常 500-3000rpm),在公轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上疊加 “局部高速剪切"—— 槳葉邊緣與物料的相對(duì)速度ji高,產(chǎn)生強(qiáng)剪切力,直接打散粉末團(tuán)聚體(如將 100μm 的三元粉末團(tuán)聚塊剪切成 5μm 以下的單顆粒)。
適配場(chǎng)景:中高粘度物料(粘度 1000-100000cP),如鋰電池漿料(粉末 + 粘結(jié)劑 + 溶劑)、LED 封裝硅膠、牙科樹(shù)脂等;
混合優(yōu)勢(shì):混合均勻度ji高(可達(dá) ±0.1%),且無(wú)攪拌死角(容器內(nèi)壁、底部的物料均能被帶動(dòng)),避免因局部混合不均導(dǎo)致后續(xù)產(chǎn)品缺陷(如電池電極涂層厚薄不一)。
針對(duì)低粘度(<5000cP)或流動(dòng)性較好的物料(如溶劑型涂料、生物試劑),采用 “單一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)" 的攪拌結(jié)構(gòu),原理更簡(jiǎn)潔:
運(yùn)動(dòng)方式:
攪拌部件為平直槳葉、斜槳葉或螺旋槳,圍繞固定軸高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速 500-5000rpm),通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)混合:
漩渦對(duì)流:高速旋轉(zhuǎn)的槳葉在物料中形成 “中心低壓區(qū)",帶動(dòng)周?chē)锪舷蛑行木奂?,再?gòu)臉~下方被推向容器邊緣,形成上下循環(huán)的對(duì)流,快速融合密度不同的液體(如樹(shù)脂與稀釋劑);
輕度剪切:槳葉邊緣與物料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生輕度剪切力,可打散少量細(xì)小粉末團(tuán)聚體(如涂料中的鈦白粉),但無(wú)法處理高團(tuán)聚物料。
適配場(chǎng)景:低中粘度物料,如光學(xué)膠溶劑、醫(yī)療檢測(cè)試劑、水性涂料等;
混合優(yōu)勢(shì):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攪拌效率高(混合時(shí)間通常 < 5 分鐘),設(shè)備成本低于行星式。
針對(duì) “粉末含量高、易團(tuán)聚" 的物料(如石墨烯漿料、陶瓷粉末漿料),需更強(qiáng)的 “撞擊 + 剪切力",此時(shí)采用 “分散盤(pán) + 高速旋轉(zhuǎn)" 的結(jié)構(gòu):
運(yùn)動(dòng)方式:
攪拌部件為 “帶鋸齒的圓盤(pán)"(分散盤(pán)),圍繞軸高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速 3000-10000rpm),產(chǎn)生兩種核心力:
撞擊力:分散盤(pán)的鋸齒直接撞擊大顆粒團(tuán)聚體(如 1mm 的陶瓷塊),將其擊碎成小顆粒;
湍流剪切:高速旋轉(zhuǎn)的分散盤(pán)帶動(dòng)物料形成 “劇烈湍流",物料在鋸齒間隙中被反復(fù)剪切,進(jìn)一步細(xì)化顆粒(如將陶瓷顆粒從 50μm 降至 5μm),同時(shí)讓粉末與液體充分接觸(如石墨烯與樹(shù)脂的浸潤(rùn))。
適配場(chǎng)景:高固體含量(粉末占比 > 50%)或高團(tuán)聚物料,如陶瓷漿料、石墨烯復(fù)合材料、金屬粉末涂料等;
混合優(yōu)勢(shì):顆粒細(xì)化效果好,能解決 “粉末不浸潤(rùn)、團(tuán)聚難打散" 的痛點(diǎn),保障物料后續(xù)成型性能(如陶瓷生坯的密度均勻性)。
除了核心攪拌結(jié)構(gòu),設(shè)備還通過(guò)以下輔助設(shè)計(jì)強(qiáng)化混合效果,避免混合過(guò)程中的副作用:
容器隨動(dòng)設(shè)計(jì):部分行星式設(shè)備的物料容器會(huì)隨攪拌槳 “反向緩慢旋轉(zhuǎn)",進(jìn)一步減少容器內(nèi)壁的 “死角物料",確保每一處物料都能被攪拌到;
轉(zhuǎn)速梯度調(diào)節(jié):支持 “低速預(yù)混合→高速剪切→低速均化" 的梯度轉(zhuǎn)速 —— 初期低速避免粉末飛濺,中期高速打散團(tuán)聚,后期低速讓物料整體均化,避免過(guò)度攪拌導(dǎo)致物料發(fā)熱變性;
溫控協(xié)同:攪拌過(guò)程中(尤其高速攪拌)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱,設(shè)備通過(guò) “水冷套" 或 “加熱套" 控制物料溫度(如鋰電池漿料需維持 25-30℃),避免因溫度過(guò)高導(dǎo)致粘結(jié)劑失效或粉末變性。
脫泡攪拌機(jī)的攪拌機(jī)制并非單一結(jié)構(gòu),而是 “根據(jù)物料特性(粘度、組分、團(tuán)聚程度)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu),通過(guò)運(yùn)動(dòng)方式產(chǎn)生精準(zhǔn)的力,最終實(shí)現(xiàn)均勻混合"—— 中高粘度選行星式(公轉(zhuǎn) + 自轉(zhuǎn)→剪切 + 對(duì)流),低粘度選槳葉式(漩渦對(duì)流),高固體含量選分散盤(pán)式(撞擊 + 湍流剪切)。其最終目的是為后續(xù) “脫泡" 打下基礎(chǔ):只有物料先混合均勻,后續(xù)脫泡后才能保證產(chǎn)品性能一致(如電池容量、光學(xué)膠透光率),避免 “局部氣泡去除但組分不均" 的問(wèn)題。