آلة البثق اللولبية الأحادية اللولب المختبرية

الهيكل ومبدأ العمل

إن جهاز بثق مختبري أحادي اللولب تتكون بشكل أساسي من برغي وبرميل ونظام تسخين/تبريد ونظام نقل ونظام تحكم ذكي. يعتمد مبدأ عملها على دوران البرغي لتلدين المواد الصلبة وخلطها وبثق المواد الصلبة تدريجيًا (مثل جزيئات البوليمر أو المساحيق). ينقسم البرغي عادةً إلى ثلاثة أقسام:

1. قسم النقل: يتم دفع المادة إلى الأمام وتسخينها على شكل "سدادة صلبة"، مع الاعتماد على الاحتكاك والضغط الميكانيكي.

2. قسم الضغط: ينخفض حجم الأخدود اللولبي تدريجيًا، ويتم صهر المادة وتلدينها بواسطة حرارة القص والتسخين الخارجي. عادة ما تكون نسبة الضغط 3:1.

3. قسم القياس: يتم زيادة تجانس الذوبان ونقله كمياً إلى القالب، وتشكيله في شكل معين (مثل غشاء أو أنبوب أو حبيبات) من خلال القالب.

الملامح الرئيسية لماكينة البثق اللولبية الأحادية المختبرية:

بالمقارنة مع المعدات الصناعية، تركز نماذج المختبرات بشكل أكبر على المرونة والدقة وقدرات الحصول على البيانات:

1. تحكم عالي الدقة

- دقة التحكم في درجة الحرارة تصل إلى ±1.0 ℃، وخطأ قياس الضغط الذائب ≤0.2%.

- مزودة بمستشعرات ذات علامات تجارية عالمية (مثل آلة البثق Hartek) وأنظمة القياس والتحكم بالكمبيوتر لمراقبة ضغط الذوبان ودرجة الحرارة وعزم الدوران في الوقت الفعلي.

2. تصميم معياري

- يمكن استبدال البراغي والقوالب بنسب أبعاد مختلفة (L/D 28:1 إلى 33:1) لتلبية الاحتياجات التجريبية المختلفة مثل التحبيب والطبقة المصبوبة والأنابيب.

- دعم قوالب اختبار الانسيابية (مثل نوع الشق ونوع القضيب المستدير) لقياس لزوجة القص ومرونة المواد مباشرةً.

3. السلامة والذكاء

- جهاز إيقاف الطوارئ المتكامل، والتحكم التلقائي في درجة الحرارة ونظام الحماية من التعشيق لضمان التشغيل الآمن.

- التحكم بالكمبيوتر في المعدات الطرفية (مثل التغذية والتكوير) لتحسين إمكانية التكرار التجريبي.

التطبيق：

1. بحث المواد وتطويرها وتحسين التركيبات

- تطوير مواد بوليمرية جديدة (مثل البلاستيك القابل للتحلل الحيوي والبوليمرات الموصلة).

- اختبر تأثير المواد المضافة (مثبطات اللهب ومثبتات الأشعة فوق البنفسجية) على خواص المواد.

2. التحقق من بارامترات العملية

- محاكاة ظروف الإنتاج الصناعي وتحسين المعلمات مثل درجة الحرارة والسرعة.

- دراسة السلوك الانسيابي للمواد (مثل اللزوجة وخصائص الانكسار الذائب).

3. تحضير العينة

- إعداد الأغشية أو الألياف أو أسلاك الطباعة ثلاثية الأبعاد أو الحبيبات للاختبارات الميكانيكية والبصرية اللاحقة.

- يُستخدم في صناعة الأدوية في تقنية البثق بالذوبان الساخن (HME) لتحسين قابلية ذوبان الدواء.

المعلمات التقنية لجهاز البثق اللولبي الأحادي اللولب المختبري：               

الطراز		HTES-20	HTES-25	HTES-30	HTES-35
قطر المسمار اللولب	(مم)	20	25	30	35
نسبة L/D	(ل/د)	28	28	30	30
الطاقة	(كيلوواط)	3	4	5.5	7.5
سرعة الدوران	(دورة في الدقيقة)	120	120	120	120
الحد الأقصى. درجة الحرارة	(℃)	350	350	350	350
دقة التحكم في درجة الحرارة	(℃)	±1	±1	±1	±1
نطاق قياس الضغط	(ميجا باسكال)	0~35	0~35	0~35	0~35
المخرجات	(كجم/ساعة)	0.5~3	0.5~5	0.5~7	0.5~10
الوزن	(بالكيلو جرام)	296	325	348	370
ديمسيون	(الطول × العرض × الارتفاع)	مم)	1120×1115×1660	1260×1115×1660	1460×1115×1660	1610×1215×1660

تحليل المزايا والعيوب

المزايا

- هيكل بسيط ومنخفض التكلفة ومناسب للبحث والتطوير الأساسيين.

- تشغيل وصيانة مريحة، وتأثير تلدين مستقر.

القيود:

- ضعف القدرة على الخلط، وصعوبة التعامل مع الحشوة العالية (مثل الألياف الزجاجية) أو المواد المسحوقة.

- تأثير العادم الضعيف، يتطلب استخدام براغي مزدوجة أو معدات أخرى لإكمال العمليات المعقدة.

توصيات الاختيار

- خصائص المواد: إذا كنت بحاجة إلى معالجة المواد عالية اللزوجة أو المواد التفاعلية العالية، فامنح الأولوية للموديلات ذات نسبة العرض إلى الارتفاع الكبيرة (≥30:1) والبراغي المقاومة للتآكل (مثل الفولاذ المقاوم للنتريد).

- المتطلبات التجريبية: بالنسبة للأبحاث الانسيابية، يمكن اختيار أجهزة استشعار الضغط/درجة الحرارة والقوالب الخاصة؛ وبالنسبة للتحبيب على دفعات صغيرة، يمكن التركيز على تكامل الآلات المساعدة للتكوير.

أصبحت آلات البثق أحادية اللولب من مختبر Hartek Laboratory الأداة الأساسية لأبحاث مواد البوليمر وتطويرها بسبب التحكم الدقيق والتكوين المرن. يمكن للمستخدمين اختيار النموذج المناسب وفقًا للأهداف التجريبية (مثل محاكاة العملية وتطوير مواد جديدة).