วิธีที่เครื่องผสมแบบดาวเคราะห์หมุนเหวี่ยงขจัดฟองอากาศภายในไม่กี่นาที

หากคุณเคยผสมกาว ยาแนวนำไฟฟ้า หรือสารเคลือบด้วยมือ หรือแม้แต่ด้วยเครื่องกวนแบบทั่วไป คุณคงรู้ดีว่าขั้นตอนคือ ขูด ตี กะทั้งรอ แล้วขูดซ้ำอีกครั้ง — แต่สุดท้ายก็ยังเหลือฟองเล็กๆ ที่กำจัดออกไม่ได้

ฟองอากาศคือศัตรูเงียบที่แฝงตัวอยู่ในทุกสูตรของผู้พัฒนาผลิตภัณฑ์
หากปล่อยไว้โดยไม่จัดการ ฟองอากาศจะกลายเป็นจุดที่เกิดแรงเครียด ทำให้รอยยึดติดอ่อนแอลง ขัดขวางเส้นทางการนำไฟฟ้าในหมึกนำไฟฟ้า และทิ้งรูพรุนที่ทำลายคุณภาพพื้นผิว
สิ่งที่น่าหงุดหงิดที่สุดคือ ฟองอากาศเหล่านี้ยากมากที่จะกำจัดออกจากวัสดุที่มีความหนืดสูง
ในส่วนผสมที่มีความหนืดสูง ฟองอากาศขนาดจิ๋วอาจใช้เวลาหลายวันกว่าจะลอยขึ้นสู่ผิวของตัวเอง — เนื่องจากฟองต้องเดินทางไปยังผิวของของเหลวก่อน แล้วจึงก่อตัวเป็นฟิล์ม แตกออก และหลุดออกไปในที่สุด
ยิ่งวัสดุมีความหนาแน่นมากเท่าใด ลำดับขั้นตอนทั้งหมดนี้ก็จะช้าลงเท่านั้น

เครื่องผสมแบบสุญญากาศเพื่อขจัดฟองคืออะไร

เครื่องผสมแบบสุญญากาศเพื่อขจัดฟอง (มักเรียกกันว่าเครื่องผสมแบบสุญญากาศเพื่อขจัดอากาศหรือเครื่องกำจัดฟอง) คือเครื่องผสมที่ผสานการผสมแบบแรงเหวี่ยงเข้ากับห้องสุญญากาศ
วัสดุจะถูกใส่ลงในถ้วยที่ปิดสนิท ซึ่งหมุนด้วยความเร็วสูงภายในห้องที่ถูกสุญญากาศ
การหมุนนี้สร้างแรงเหวี่ยงที่รุนแรง ในขณะที่สุญญากาศดึงอากาศออกจากวัสดุพร้อมกัน
ทั้งสองกลไกทำงานร่วมกัน: แรงเหวี่ยงบีบอัดวัสดุทั้งมวลและผลักฟองอากาศที่ติดอยู่ให้เคลื่อนขึ้นสู่ผิว ขณะที่สุญญากาศกำจัดฟองเหล่านั้นออกไปก่อนที่จะเกิดขึ้นใหม่

เครื่องผสมแบบแรงเหวี่ยงดาวเคราะห์คือเครื่องผสมแบบสุญญากาศกำจัดฟองอากาศชนิดหนึ่ง โดยที่ถ้วยผสมจะโคจรรอบแกนกลาง (revolution) พร้อมกับหมุนรอบตัวเองด้วย (rotation)
การเคลื่อนที่แบบสองทิศทางนี้สร้างสนามการไหลสามมิติที่ทรงพลัง ซึ่งสามารถผสมและกำจัดอากาศพร้อมกันในขั้นตอนเดียว — ไม่ต้องใช้ใบพัด ไม่ต้องใช้ไม้พาย และไม่มีบริเวณที่ของเหลวไม่เคลื่อนที่

ต้นทุนที่แท้จริงของการมีอากาศติดอยู่

ฟองอากาศไม่ใช่เพียงปัญหาด้านรูปลักษณ์เท่านั้น
แต่ส่งผลให้เกิดความผิดปกติที่วัดค่าได้ ดังนี้:

• การยึดติดด้วยกาวอ่อนแอลง
  ช่องว่างอากาศทำหน้าที่เป็นจุดสะสมแรงเครียด
  ภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำ ๆ หรือแรงภายนอก รอยยึดติดจะเสื่อมสภาพเร็วกว่าปกติและล้มเหลวอย่างฉับพลัน
• ประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าลดลง
  ในพาสต์เงินและสารแขวนลอยนำไฟฟ้าอื่น ๆ ฟองอากาศจะขัดขวางเส้นทางการไหลของกระแสไฟฟ้า เพิ่มค่าความต้านทานผิว และลดคุณภาพการพิมพ์รวมถึงการยึดเกาะ
• ลักษณะภายนอกไม่สม่ำเสมอ
  สารเคลือบ สารเจล และสารหุ้มที่มีอากาศติดอยู่จะออกมาขุ่นหรือเป็นหลุม ความหนืดและความใสของแต่ละแบตช์จึงแปรผันอย่างไม่สามารถคาดการณ์ได้

การรอให้ฟองอากาศหายไปเองตามธรรมชาติแทบจะไม่ใช่ทางเลือกที่เป็นไปได้ในกระบวนการผลิต
การให้ความร้อนช่วยได้ แต่อาจทำลายส่วนผสมที่ไวต่อความร้อน
การคนด้วยเครื่องจักรกลเพียงอย่างเดียวกลับยิ่งดันอากาศเข้าไปมากขึ้น
นี่คือเหตุผลที่ผู้พัฒนาสูตรจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ย้ายขั้นตอนการกำจัดฟองอากาศไปใช้เครื่องผสมแบบสุญญากาศเฉพาะทาง

หลักการทำงานของการกำจัดฟองอากาศด้วยสุญญากาศภายในเครื่อง

หลักการทำงานของเครื่องผสมแบบสุญญากาศระบบดาวเคราะห์สรุปได้เป็นแรงสามชนิด

1. การโคจรรอบศูนย์กลาง
   ตัวยึดถ้วยหมุนรอบแกนกลางของเครื่องด้วยความเร็วสูง
   แรงเหวี่ยงส่งผลให้วัสดุเคลื่อนตัวออกด้านนอกและลงล่าง ทำให้วัสดุถูกอัดแน่น และฟองอากาศลอยขึ้นสู่ผิวหน้า
2. การหมุน (สปิน)
   แต่ละถ้วยยังหมุนรอบแกนของตัวเอง ทำให้เกิดแรงเฉือนที่ผนังถ้วย
   สิ่งนี้ช่วยแยกกลุ่มอนุภาคที่เกาะกันอยู่ ในขณะที่วัสดุยังคงเคลื่อนที่ต่อเนื่อง จึงไม่มีส่วนใดหยุดนิ่งนานพอจนเกิดการแยกชั้น
3. สุญญากาศ
   ห้องประมวลผลจะถูกสูบอากาศออกจนได้สุญญากาศระดับลึก — ซีรีส์ TMV ของ SMIDA สามารถลดความดันลงเหลือ 0.2 กิโลพาสคัล — ทำให้ฟองอากาศขยายตัวและแตกที่ผิวหน้า แทนที่จะลอยตัวค้างอยู่ภายใน

เนื่องจากถ้วยทั้งหมดปิดสนิท กระบวนการนี้จึงยังช่วยป้องกันไม่ให้วัสดุดูดซับความชื้นหรือสูญเสียตัวทำละลาย ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับระบบที่ไวต่อความชื้น

ภาพก่อนและหลังที่แสดงด้านบน แสดงผลของการผสมกาวชนิดหนืดสูงด้วยเครื่องผสมสุญญากาศของ SMIDA: สารเหนียวขุ่นที่มีฟองอากาศจำนวนมากทางด้านซ้าย เปลี่ยนเป็นวัสดุที่ใสและสม่ำเสมอทางด้านขวา หลังจากผ่านกระบวนการสุญญากาศเพียงไม่กี่นาที

วัสดุของคุณเหมาะกับการกำจัดฟองอากาศแบบเหวี่ยงหรือไม่?

การตรวจสอบเพียงสามข้อจะช่วยให้คุณทราบว่าเครื่องผสมสุญญากาศแบบดาวเคราะห์ควรนำมาใช้ในกระบวนการของคุณหรือไม่:

• ความหนืด
  การกำจัดฟองด้วยแรงเหวี่ยงสามารถจัดการกับหมึกที่มีความหนืดต่ำไปจนถึงแป้งข้นที่มีค่าความหนืดสูงถึงประมาณ 2,000,000 cP — ซึ่งเป็นช่วงที่การตกตะกอนและการเกิดฟองติดค้างรุนแรงที่สุด
• ความไวต่อแรงเฉือน
  เนื่องจากกระบวนการผสมไม่ใช้ใบพัด สารเติมแต่งที่บอบบางและพอลิเมอร์สายยาวจึงไม่ถูกตัดหรือเสียหาย
• ข้อกำหนดสำหรับระบบปิด
  หากคุณต้องการป้องกันไม่ให้ตัวทำละลายระเหย ดูดซับความชื้น หรือสัมผัสกับออกซิเจน การออกแบบแบบถ้วยปิดสนิทจะให้ข้อได้เปรียบที่ชัดเจน

วัสดุที่ตรงตามเงื่อนไขทั้งสามข้อ — เช่น แป้งนำไฟฟ้า กาว สารเทปอต (potting compounds) ครีมเครื่องสำอาง และส่วนผสมสำหรับแบตเตอรี่ — คือวัสดุที่ได้รับประโยชน์สูงสุดจากการใช้เครื่องผสมแบบสุญญากาศเพื่อกำจัดฟอง

การเลือกเครื่องที่เหมาะสม: สิ่งที่ควรเปรียบเทียบ

เมื่อคุณประเมินเครื่องผสมแบบสุญญากาศเพื่อกำจัดฟอง อย่ามองเพียงแค่ความเร็วที่โฆษณา แต่ให้เปรียบเทียบพารามิเตอร์ที่ส่งผลโดยตรงต่อผลลัพธ์จริง

คำถามที่มักถามบ่อย

การกำจัดฟองอากาศด้วยสุญญากาศใช้เวลานานเท่าใด

สำหรับส่วนผสมที่มีความหนืดสูงส่วนใหญ่ การผสมภายใต้สุญญากาศ 0.2 กิโลปาสกาลเป็นเวลาเพียงไม่กี่นาทีก็เพียงพอที่จะกำจัดฟองอากาศที่มองเห็นได้และฟองจุลภาค — เมื่อเปรียบเทียบกับการทิ้งไว้ให้ตกตะกอนเป็นเวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวัน หรือผ่านห้องสุญญากาศซ้ำ ๆ

เครื่องผสมแบบสุญญากาศพร้อมระบบกำจัดฟองสามารถแทนที่ห้องสุญญากาศได้หรือไม่

สำหรับวัสดุที่มีความหนืดสูง ใช่ — โดยทั่วไปแล้วมีประสิทธิภาพมากกว่า
ห้องสุญญากาศพึ่งพาการลอยตัวขึ้นของฟองอย่างเป็นธรรมชาติ ซึ่งช้ามากในวัสดุที่มีลักษณะเป็นเนื้อครีมหนาแน่น
เครื่องผสมแบบแผนetary centrifugal ขับไล่ฟองออกอย่างแข็งขันด้วยแรงเหวี่ยง ขณะที่สุญญากาศดูดฟองเหล่านั้นออกไป ทำให้เสร็จสิ้นภายในเวลาเพียงเศษเสี้ยวของที่ใช้กับห้องสุญญากาศ

เครื่องผสมจะทำลายวัสดุที่ไวต่อแรงเฉือนหรือไม่

ไม่มีใบมีดใดสัมผัสกับวัสดุโดยตรง ดังนั้นแรงเฉือนจึงถูกส่งผ่านอย่างนุ่มนวลและสม่ำเสมอ
สารเติมแต่ง เช่น แผ่นเงิน (silver flakes), แก้วผง (glass frit), และผงเซรามิก (ceramic powders) จะคงรูปร่างและกระจายขนาดไว้ตามเดิม

ฉันจำเป็นต้องใช้รุ่นที่มีระบบสุญญากาศ หรือรุ่นมาตรฐานก็เพียงพอแล้ว

หากฟองอากาศส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์คุณ — เช่น ยาแนวนำไฟฟ้า (conductive pastes), วัสดุหุ้ม (encapsulants), เจลถ่ายเทความร้อน (thermal gels) — ควรเลือกรุ่นที่มีระบบสุญญากาศ
สำหรับวัสดุที่ไม่มีปัญหาเรื่องฟองอากาศ รุ่นที่ไม่มีระบบสุญญากาศจะทำงานเร็วกว่าและประหยัดต้นทุนกว่า

ข้อสรุป

การกำจัดอากาศควรไม่ใช่ขั้นตอนที่ช้าที่สุดบนสายการผลิตของคุณ
เครื่องผสมแบบแรงเหวี่ยงภายใต้สุญญากาศแบบดาวเคราะห์สามารถลดเวลาการตกตะกอนที่ต้องใช้หลายชั่วโมงให้เหลือเพียงไม่กี่นาทีในการประมวลผล โดยไม่มีปัญหาการปนเปื้อน บริเวณที่ไม่มีการผสม (dead zones) หรือการสะสมความร้อนที่เกิดจากเครื่องผสมแบบใบมีด

หากสแลร์รีชนิดใดชนิดหนึ่งมีปัญหาเรื่องฟองอากาศอย่างต่อเนื่อง โปรดส่งตัวอย่างมาที่ห้องปฏิบัติการ SMIDA
เราจะทำการทดสอบวัสดุของคุณด้วยเครื่องจักรของเราเอง แสดงผลลัพธ์ก่อนและหลังการประมวลผลให้คุณเห็น และแนะนำรุ่นที่เหมาะสมที่สุด — ตั้งแต่ตัวอย่างในห้องปฏิบัติการขนาด 1 กรัม ไปจนถึงเครื่องจักรสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ที่รองรับปริมาณตั้งแต่ 100 กิโลกรัมขึ้นไป — ก่อนที่คุณจะลงทุนแม้แต่บาทเดียว