LMPBM1000 Planetenkugelmühle
Zur schnellen Feinzerkleinerung von weichen, harten, spröden und faserigen Materialien auf eine Endfeinheit von < 1 µm
Die Labor-Planetenkugelmühle LM PBM ist universell einsetzbar für die schnelle Trocken- oder Nassvermahlung anorganischer und organischer Proben für Analyse, Qualitätskontrolle, Materialprüfung und mechanisches Legieren.
In der Synthese kann die LM PBM zum Mischen und Homogenisieren von Trockenproben, Emulsionen und Pasten verwendet werden.
LAARMANN®-Planetenkugelmühlen bestehen aus mehreren zylindrischen Mahlgefäßen (die, wie in der Abbildung dargestellt, auf dem Sonnenrad angeordnet sind), die mit losen Mahlkugeln befüllt sind. Zwei sich überlagernde Drehbewegungen versetzen die Mahlgefäße in Bewegung.
Wie in einem Planetensystem dreht sich das Mahlgefäß auf einer Umlaufbahn um den Mittelpunkt. Diese Drehbewegung wird durch die Eigenrotation des Mahlgefäßes überlagert. Die daraus resultierenden Zentrifugal- und Beschleunigungskräfte führen zu starken Mahlwirkungen.
Je nach Drehzahlverhältnis lassen sich unterschiedliche Bewegungsmuster der Mahlkugeln bzw. Mahlkörper erzielen. Es kann erreicht werden, dass die Mahlkörper den Mahlbehälter durchqueren und sich von der Wand lösen.
Beim Aufprall auf die Wand des Mahlbehälters wird das Probenmaterial beansprucht. Bei einem anderen Bewegungsmuster rollen die Mahlkugeln über die Probe und belasten das Mahlgut.
Merkmale und Vorteile
- Hocheffiziente Feinstmahlung bis zu einer Endfeinheit von <1 µm
- Verschiedene Drehzahlverhältnisse verfügbar
- Mahlgefäße von 50 ml bis 500 ml aus verschiedenen Materialien
- Geeignet für Langzeitversuche und den Dauereinsatz
- Dank der kompakten Bauweise für die Aufstellung auf dem Labortisch geeignet
- Automatische Drehrichtungsumkehr zur Vermeidung von Agglomerationen
- Reproduzierbare Ergebnisse dank programmierbarer Mahlparameter
- CE-zertifiziert
Technische Daten
| Anwendungsbereiche | Zerkleinern und Mischen von Materialien, Erzeugen gleichmäßiger Mischungen, Herstellen von Kolloiden durch Feinmahlung, mechanisches Verbinden von Metallen, Auslösen von Festphasenreaktionen, Reduzieren von Partikeln auf Nanogröße sowie Untersuchen auf die Bildung von Kokristallen. |
| Anwendungsbereiche | Landwirtschaft, Biologie, Chemie, Baustoffe, Ingenieurwesen/Elektronik, Umwelt/Recycling, Geologie/Metallurgie, Glas/Keramik, Medizin/Pharmazie |
| Funktionsprinzip | Aufprall / Reibung / Scherung / Kompression / Abrieb |
| Verarbeitete Materialien | trocken, nass, kryogen – hart, weich, spröde und faserig |
| Eingangsgröße | < 10 mm |
| Chargengröße / Aufgabemenge | max. 4 × 220 ml / 8 × 20 ml im gestapelten Zustand |
| Endfeinheit | < 1 µm; < 0,1 µm bei kolloidaler Zerkleinerung |
| Drehzahleinstellung | 30 – 425 min⁻¹ |
| Drehzahlverhältnis | 1:2 / 1:2,5 / 1:3, bei Bestellung festzulegen |
| Drehzahl des Sonnenrades | 50–650 min⁻¹ |
| Einstellverfahren | Digitales Bedienfeld |
| Anzahl der Mahlbehälterpositionen | 1–4 |
| Anzahl der Mahlbehälter | 1–8 |
| Verbrauchsmaterial/Material der Mahlkörper | Gehärteter Stahl, Achat, Siliziumnitrid, Edelstahl, Zirkonoxid, Aluminiumoxid, Wolframkarbid sowie weitere auf Anfrage |
| Beschichtung der Mahlgefäße | auf Anfrage erhältlich |
| Größen der Verbrauchsmaterialien/Mahlbechergrößen | 12 ml / 25 ml / 50 ml / 80 ml / 125 ml / 250 ml / 500 ml |
| Stapelbare Mahlbecher | 12 ml / 25 ml / 50 ml / 80 ml |
| Größen der Mahlkugeln | 0,1 – 50 mm |
| Stromversorgung | 200–240 V, 50/60 Hz |
| Zentralschmierung | ja, Einzelpunkt |
| Elektrische Anforderungen | 0,75 kW |
| Stromanschluss | 1-phasig |
| Standard | CE |
| Schutzart | IP40 |
| Gewicht | 95 kg |
| Abmessungen (Breite × Länge × Höhe) | 759 × 480 × 548 mm |
Funktionsprinzip der Planetenkugelmühle
Die Planetenkugelmühle ist eine Mahlmaschine, die in Laboren häufig zum Feinmahlen und Mischen von Materialien eingesetzt wird. Ihren Namen verdankt sie ihrer einzigartigen Bauweise, bei der sich mehrere kleinere Mahlgefäße um ein zentrales Sonnenrad drehen – ähnlich wie Planeten, die um die Sonne kreisen. Dieser Aufbau sorgt für eine hocheffiziente Zerkleinerung, indem die Drehbewegung der Mahlgefäße mit der Rotationsbewegung der Mühle selbst kombiniert wird.
Die Planetenkugelmühle verfügt über ein zentrales Sonnenrad oder eine Sonnenscheibe, die das primäre rotierende Bauteil der Mühle darstellt. Dieses Sonnenrad treibt die Mahlgefäße an und ist mit einem Motor verbunden, der die Drehbewegung antreibt.
Die Drehzahl des Sonnenrades lässt sich zur Steuerung des Mahlprozesses einstellen.
Das Sonnenrad ist von mehreren Mahlgefäßen umgeben, in der Regel zwei, vier oder mehr, je nach Modell.
Diese Behälter sind die „Planeten“ im System und drehen sich um das Sonnenrad, während sie sich gleichzeitig um ihre eigene Achse drehen.
Die Behälter bestehen aus Materialien wie Edelstahl, Wolframkarbid oder Zirkonoxid, je nach der für den Mahlprozess erforderlichen Härte und chemischen Verträglichkeit.
Jeder Behälter enthält Mahlkörper, beispielsweise Kugeln aus dem gleichen Material wie der Behälter selbst, die zum Zerkleinern und Mahlen des Probenmaterials verwendet werden.
Bei den Mahlkörpern im Inneren der Behälter handelt es sich in der Regel um kleine Kugeln aus harten Materialien wie Edelstahl, Keramik oder Wolframkarbid.
Die Größe und Anzahl dieser Kugeln kann je nach gewünschter Feinheit des Endprodukts variieren.
Die Mahlkörper erzeugen durch ihr Rollen und Herabfallen im Inneren der rotierenden Behälter eine kraftvolle Mahlwirkung.
Die zu mahlenden Proben werden zusammen mit den Mahlkörpern in die Mahlbehälter gegeben.
Die Behälter werden anschließend mit Deckeln sicher verschlossen, um sicherzustellen, dass während des Mahlvorgangs kein Material entweicht.
Die Planetenbewegung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Behälter um ihre eigene Achse drehen, während sie gleichzeitig um das Sonnenrad kreisen.
Diese gegenläufige Bewegung erzeugt hochenergetische Stöße zwischen den Mahlkugeln und dem Probenmaterial, was zu einer effizienten Zerkleinerung und Durchmischung führt.
Die Kombination aus Zentrifugal- und Corioliskräften, die durch die Planetenbewegung erzeugt werden, führt zu einer sehr feinen und gleichmäßigen Zerkleinerung.
So funktioniert es
Das Probenmaterial wird zusammen mit den geeigneten Mahlkörpern in die Mahlgefäße eingefüllt. Die Gefäße werden anschließend dicht verschlossen, um ein Auslaufen während des Mahlvorgangs zu verhindern.
Der Bediener stellt die gewünschten Mahlparameter ein, darunter die Drehzahl des Sonnenrades, die Mahlzeit sowie etwaige Intervalleinstellungen für das Impulsmahlen. Die Drehrichtung kann zudem umgekehrt werden, um den Mahlprozess zu optimieren.
Sobald die Parameter eingestellt sind, wird die Planetenkugelmühle in Betrieb genommen. Die Becher drehen sich um ihre eigene Achse und umkreisen gleichzeitig das zentrale Sonnenrad. Diese doppelte Bewegung erzeugt eine intensive Mahlwirkung im Inneren der Behälter.
Die Mahlkörper im Inneren der Behälter sind hochenergetischen Stößen ausgesetzt, was zum Zerkleinern, Mahlen und Mischen des Probenmaterials führt.
Die Planetenbewegung bewirkt eine hohe Energieübertragung auf das Probenmaterial, was zu einer schnellen und effizienten Zerkleinerung führt. Das Verfahren ist äußerst effektiv für die Herstellung sehr feiner Pulver bis in den Mikrometer- oder sogar Nanometerbereich.
Neben der Zerkleinerung kann die Planetenkugelmühle auch zum mechanischen Legieren, Mischen, Homogenisieren und sogar für chemische Reaktionen im festen Zustand eingesetzt werden.
Nach Abschluss des Mahlvorgangs wird die Maschine angehalten und die Behälter werden vorsichtig entnommen. Das fein gemahlene Material wird anschließend aus den Behältern entnommen und zur weiteren Analyse oder Verarbeitung bereitgestellt.
In einem materialwissenschaftlichen Labor kann eine Planetenkugelmühle beispielsweise zum Mahlen einer Mischung aus Metallpulvern verwendet werden, um eine neue Legierung herzustellen.
Die durch die Planetenbewegung erzeugten hochenergetischen Stöße reduzieren effizient die Partikelgröße der Pulver und fördern die Bildung einer homogenen Legierung. Nach dem Mahlen wird das feine Pulver entnommen und kann weiterverarbeitet werden, beispielsweise durch Sintern, um das endgültige Legierungsmaterial herzustellen.
Bedienfeld
Die Planetenkugelmühle ist mit einem Bedienfeld ausgestattet, über das der Benutzer Parameter wie die Drehzahl des Sonnenrades, die Drehrichtung, die Mahlzeit sowie Intervalleinstellungen anpassen kann. Einige fortgeschrittene Modelle bieten programmierbare Funktionen für den automatisierten Betrieb. Das Bedienfeld kann digitale Anzeigen sowie Sicherheitsvorrichtungen wie Not-Aus-Tasten und Überlastschutz umfassen.
Sicherheitsmerkmale
Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, sind Planetenkugelmühlen mit verschiedenen Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet, darunter sichere Spannmechanismen für den Mahlbehälter, Schutzabdeckungen und Systeme zur Verhinderung einer versehentlichen Inbetriebnahme.
LM-PBM1000 Planetenkugelmühle – FAQ (Häufig gestellte Fragen)
Anwendungsbereiche
- Wird zum Feinmahlen von harten, spröden und faserigen Materialien eingesetzt. Das Gerät eignet sich ideal zur Probenvorbereitung für Röntgendiffraktometrie, Elektronenmikroskopie und andere analytische Verfahren.
- Wird bei der Herstellung von Nanopartikeln eingesetzt, bei der sehr feine Partikelgrößen erforderlich sind.
- Wird zur Homogenisierung von Wirkstoffen und Hilfsstoffen sowie zur Herstellung von Feinpulvern für die Tablettenformulierung eingesetzt.
- Wird bei der Entwicklung neuer Materialien durch Legieren von Metallpulvern mittels Hochenergie-Mahlung eingesetzt.
- Ideal zum Mahlen und Mischen von Keramiken, Pigmenten und chemischen Verbindungen.
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