LMPBM1000 Broyeur planétaire à billes
Pour le broyage fin et rapide des matériaux tendres, durs, cassants et fibreux, jusqu’à une finesse finale < 1 µm
Le broyeur planétaire à billes de laboratoire LM-PBM convient à de nombreuses applications de broyage rapide à sec ou en voie humide d’échantillons inorganiques et organiques destinés aux analyses, au contrôle qualité, aux essais sur matériaux et à l’alliage mécanique. Il peut également être utilisé en synthèse pour le mélange et l’homogénéisation d’échantillons secs, d’émulsions et de pâtes.
Les broyeurs planétaires à billes LAARMANN comportent plusieurs bols de broyage cylindriques, disposés sur un plateau principal comme indiqué sur l’illustration et contenant des billes de broyage libres. Les bols sont entraînés par deux mouvements de rotation superposés.
À la manière d’un système planétaire, chaque bol de broyage décrit une orbite autour du centre tout en tournant sur son propre axe. La combinaison de ces deux mouvements génère des forces centrifuges et des accélérations qui produisent un effet de broyage intense.
Selon le rapport de vitesse, les billes peuvent adopter différents mouvements à l’intérieur des bols. Elles peuvent se détacher de la paroi, traverser le bol et venir la heurter, soumettant ainsi l’échantillon à des impacts. Dans d’autres conditions de mouvement, elles roulent sur le matériau et exercent une action de broyage par friction et compression.
Caractéristiques et avantages
- Broyage fin haute efficacité jusqu’à une finesse finale < 1 µm
- Différents rapports de vitesse disponibles
- Bols de broyage de 50 à 500 ml, disponibles en différents matériaux
- Adapté aux essais de longue durée et à une utilisation continue
- Installation sur paillasse grâce à sa conception compacte
- Inversion automatique du sens de rotation pour éviter les agglomérations
- Résultats reproductibles grâce aux paramètres de broyage programmables
- Certifié CE
Caractéristiques techniques
| Applications | Broyage et mélange des matériaux, obtention de mélanges homogènes, production de colloïdes par broyage fin, alliage mécanique de métaux, initiation de réactions à l’état solide, réduction des particules à l’échelle nanométrique et recherche de formations de cocristaux. |
| Domaines d’application | Agriculture, biologie, chimie, matériaux de construction, ingénierie / électronique, environnement / recyclage, géologie / métallurgie, verre / céramique, médecine / industrie pharmaceutique |
| Principe de fonctionnement | Impact / friction / cisaillement / compression / abrasion |
| Matériaux traités | Broyage à sec, en voie humide ou cryogénique – matériaux durs, tendres, cassants et fibreux |
| Granulométrie d’alimentation | < 10 mm |
| Taille des lots / quantité d’alimentation | Max. 4 × 220 ml / 8 × 20 ml avec bols superposés |
| Finesse finale | < 1 µm ; < 0,1 µm pour le broyage colloïdal |
| Réglage de la vitesse | 30–425 tr/min |
| Rapport de vitesse | 1:-2 / 1:-2,5 / 1:-3, à définir lors de la commande |
| Vitesse du plateau principal | 50–650 tr/min |
| Mode de réglage | Panneau de commande numérique |
| Nombre de positions pour bols de broyage | 1 à 4 |
| Nombre de bols de broyage | 1 à 8 |
| Matériaux des bols et des outils de broyage | Acier trempé, agate, nitrure de silicium, acier inoxydable, oxyde de zirconium, oxyde d’aluminium, carbure de tungstène ; autres matériaux sur demande |
| Revêtement des bols | Disponible sur demande |
| Volumes des bols de broyage | 12 ml / 25 ml / 50 ml / 80 ml / 125 ml / 250 ml / 500 ml |
| Bols de broyage superposables | 12 ml / 25 ml / 50 ml / 80 ml |
| Diamètre des billes de broyage | 0,1 à 50 mm |
| Alimentation électrique | 200–240 V, 50/60 Hz |
| Lubrification centralisée | Oui, en un point |
| Puissance électrique | 0,75 kW |
| Raccordement électrique | Monophasé |
| Norme | CE |
| Indice de protection | IP40 |
| Poids | 95 kg |
| Dimensions (largeur × longueur × hauteur) | 759 × 480 × 548 mm |
Principe de fonctionnement du broyeur planétaire à billes
Le broyeur planétaire à billes est un appareil largement utilisé en laboratoire pour le broyage fin et le mélange des matériaux. Il doit son nom à son mécanisme : plusieurs bols de broyage tournent autour d’un plateau central, à la manière de planètes autour du Soleil. La rotation du plateau, combinée à celle des bols, assure un broyage particulièrement efficace.
Le broyeur planétaire est équipé d’un plateau central, élément rotatif principal de l’appareil. Entraîné par un moteur, il met les bols de broyage en mouvement. La vitesse de rotation du plateau peut être réglée pour maîtriser le processus de broyage.
Plusieurs bols de broyage entourent le plateau central, généralement deux, quatre ou davantage selon le modèle. Ces bols, comparables aux « planètes » du système, tournent autour du plateau tout en effectuant une rotation sur leur propre axe. Ils sont fabriqués dans des matériaux tels que l’acier inoxydable, le carbure de tungstène ou la zircone, en fonction de la dureté des échantillons et de la compatibilité chimique requise. Chaque bol contient des corps broyants, notamment des billes, qui servent à fragmenter et à broyer le matériau.
Les corps broyants sont généralement de petites billes constituées de matériaux durs, tels que l’acier inoxydable, la céramique ou le carbure de tungstène. Leur taille et leur nombre varient selon la finesse finale recherchée. En roulant et en se déplaçant en cascade dans les bols en rotation, les billes exercent une action de broyage puissante.
Les échantillons sont introduits dans les bols avec les corps broyants appropriés. Les bols sont ensuite fermés hermétiquement afin d’éviter toute perte de matière pendant le broyage.
Le mouvement planétaire résulte de la rotation des bols sur leur propre axe tandis qu’ils gravitent autour du plateau central. Ces mouvements combinés produisent des impacts à haute énergie entre les billes et l’échantillon, assurant une réduction efficace de la granulométrie et un mélange homogène. Les forces centrifuges et de Coriolis générées par ce mouvement permettent d’obtenir un broyage très fin et uniforme.
Fonctionnement
Le matériau à traiter est introduit dans les bols avec les corps broyants adaptés. Les bols sont ensuite soigneusement fermés pour éviter toute fuite pendant le broyage.
L’opérateur définit les paramètres de broyage souhaités, notamment la vitesse de rotation du plateau principal, la durée du broyage et les éventuels intervalles de fonctionnement. Le sens de rotation peut également être inversé pour optimiser le processus.
Une fois les paramètres définis, le broyeur planétaire à billes est mis en marche. Les bols tournent sur leur propre axe tout en gravitant autour du plateau central. Ce double mouvement provoque une action de broyage intense. Les corps broyants subissent des impacts à haute énergie qui permettent de fragmenter, broyer et mélanger le matériau.
Le mouvement planétaire transmet une énergie importante à l’échantillon, ce qui permet une réduction rapide et efficace de la taille des particules. Le procédé est particulièrement adapté à la production de poudres très fines, jusqu’à l’échelle micrométrique, voire nanométrique. Outre le broyage, le broyeur planétaire peut être utilisé pour l’alliage mécanique, le mélange, l’homogénéisation et certaines réactions chimiques à l’état solide.
À la fin du cycle de broyage, la machine est arrêtée et les bols sont retirés avec précaution. Le matériau finement broyé est ensuite récupéré pour être analysé ou soumis à un traitement complémentaire.
Dans un laboratoire de science des matériaux, un broyeur planétaire à billes peut servir à broyer un mélange de poudres métalliques afin de créer un nouvel alliage. Les impacts à haute énergie générés par le mouvement planétaire réduisent efficacement la granulométrie des poudres et favorisent la formation d’un alliage homogène. Après broyage, la poudre fine est récupérée et peut subir une transformation supplémentaire, par exemple un frittage, pour obtenir le matériau final.
Panneau de commande
Le broyeur planétaire à billes dispose d’un panneau de commande qui permet de régler la vitesse de rotation du plateau principal, le sens de rotation, la durée du broyage et les intervalles de fonctionnement. Certains modèles avancés proposent des fonctions programmables pour un fonctionnement automatisé. Le panneau peut comprendre des affichages numériques et des dispositifs de sécurité, tels qu’un bouton d’arrêt d’urgence et une protection contre les surcharges.
Dispositifs de sécurité
Pour garantir un fonctionnement sûr, les broyeurs planétaires à billes intègrent différents dispositifs de sécurité, notamment des systèmes de fixation sécurisée des bols, des capots de protection et des mécanismes empêchant toute mise en marche accidentelle.
FAQ sur le broyeur planétaire à billes LM-PBM1000 (questions fréquentes)
Applications
- Utilisé pour le broyage fin de matériaux durs, cassants et fibreux. Il est idéal pour préparer des échantillons destinés à la diffraction des rayons X, à la microscopie électronique et à d’autres techniques d’analyse.
- Utilisé dans la production de nanoparticules, qui nécessite des granulométries extrêmement fines.
- Utilisé pour homogénéiser les principes actifs et les excipients, ainsi que pour produire des poudres fines destinées à la formulation de comprimés.
- Utilisé pour développer de nouveaux matériaux par alliage mécanique de poudres métalliques au moyen d’un broyage à haute énergie.
- Idéal pour le broyage et le mélange de céramiques, de pigments et de composés chimiques.
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