ROSS Mixers gibt Einblicke in sein Portfolio und wie der 3D-Drucksektor von seiner Produktlinie profitiert

Aug 27, 2023

ROSS Mixers gibt Einblicke in sein Portfolio und wie der 3D-Drucksektor von seiner Produktlinie profitiert.

Seit 1842 produziert Charles Ross & Son Company (ROSS Mixers) industrielle Misch-, Misch-, Trocknungs- und Dispergiermaschinen und bietet kundenspezifische und Standarddesigns für unterschiedliche Verarbeitungsanforderungen.

Wie können Unternehmen, die 3D-Druck einsetzen, von ROSS-Systemen profitieren, wenn sie über 180 Jahre Erfahrung in der Fertigungswelt gesammelt haben?

Die bei der additiven Fertigung verwendeten Rohstoffe oder Einsatzstoffe spielen im 3D-Druckprozess eine entscheidende Rolle. Um einen hochwertigen 3D-Druck zu erstellen, muss auch das Ausgangsmaterial von gleichbleibend hoher Qualität sein.

Da es sich bei den meisten Ausgangsmaterialien um Gemische und nicht um Einkomponentenmaterialien handelt, spielen Misch- und Mischtechnologien eine entscheidende Rolle im additiven Herstellungsprozess.

Festigkeit, Textur, Aussehen, Leitfähigkeit, Haltbarkeit und andere wichtige Eigenschaften des Endprodukts werden durch den Mischvorgang direkt beeinflusst. Die Auswahl der richtigen Mischausrüstung ist daher der erste Schritt zur Erzielung von Formulierungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit von Charge zu Charge.

In der 3D-Druckindustrie hat ROSS eine Reihe von Geräten und Mischlösungen geliefert, die für die Produktion einer Reihe von Materialien optimiert sind.

Darüber hinaus bedient die Produktlinie des Unternehmens ein breites Anwendungsspektrum in der globalen Chemie-, Pharma-, Lebensmittel-, Kunststoff-, Verbundwerkstoff-, Klebstoff-, Beschichtungs- und Elektronikindustrie.

Das Industrieportfolio von ROSS Mixers

ROSS Mixers Trommelmischer sind ideal für die Herstellung von Metall- und Legierungspulvern, die im 3D-Druck verwendet werden. Tatsächlich sind Trommelmischer von allen Trockenmischtechnologien die beste Option für die Handhabung schwerer Chargen bei gleichzeitiger Minimierung des mechanischen Verschleißes.

Da die Diffusion der Hauptmechanismus beim Mischen ist, ist das Trommelmixen ein schonender Prozess, der sich ideal für die Verarbeitung abrasiver Feststoffe und bröckeliger Zutaten eignet. Dieses Verfahren wird auch häufig bei der Herstellung präziser Mischungen verwendet, die Spurenbestandteile oder Zusatzstoffe enthalten.

Diese Trommelmischer sorgen außerdem für eine ordnungsgemäße Mischung, die für die Herstellung hochreiner, chemisch homogener, kugelförmiger Pulver innerhalb einer Zielpartikelgrößenverteilung unerlässlich ist. Dies ermöglicht zudem hervorragende Fließeigenschaften und eine hohe Packungsdichte.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Trommelmixer von ROSS Mixers ist ihre Doppelkegel- und V-Kegel-Behältergeometrie. Dies ermöglicht eine vollständige Entleerung des gemischten Materials, was zu einer hohen Ausbeute, einem geringeren Kontaminationsrisiko und einer einfachen Reinigung führt.

ROSS Mixers High-Shear-Mischer (HSM) sind für Anwendungen mit niedriger Viskosität konzipiert, die hohe Scherkräfte und intensive Turbulenzen erfordern. Diese Mischer eignen sich gut für 3D-Druckanwendungen wie die Dispersion von Pigmenten, Additiven und Füllstoffen in Harzen oder Wachsen; Polymersuspensionen, Keramikschlämme; Schmiermittel (wie Silikonemulsionen und Teflonsuspensionen); und Bindemittellösungen.

Hochschermischer sind in Batch- (vertikal) oder Inline-Konfiguration (horizontal) erhältlich und verfügen über einen Rotor, der sich in einem stationären Stator mit hoher Geschwindigkeit dreht. Durch diesen Prozess wird ein extrem schnelles Mischen erreicht, wobei die Rotorspitzengeschwindigkeiten häufig Geschwindigkeiten zwischen 3.000 und 4.000 Fuß/Minute erreichen. Dadurch werden Agglomerate aufgebrochen und die Tröpfchengröße verringert.

ROSS-Mischer bieten auch ihre SLIM-Technologie (Solids/Liquid Injection Manifold) an, eine wichtige Entwicklung im Rotor/Stator-Design. Dieses Hochgeschwindigkeits-Pulverinduktionssystem, das zu ROSS-Hochschermischern hinzugefügt werden kann, erzeugt ein Vakuum hinter dem Rotor. Dieses Vakuum kann verwendet werden, um pulverförmige (oder flüssige) Zutaten direkt in die Zone mit hoher Scherung zu injizieren.

Dieses Verfahren ist ideal für Pulver, die sich nicht leicht mit Flüssigkeiten mischen lassen. Beispielsweise profitieren mit Quarzstaub, Carboxymethylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Carbomer, Bentonit-Ton oder Xanthangummi verdickte Ausgangs- oder Zwischenmaterialien häufig von der Pulverinduktion über ein SLIM-System.

Mehrwellenmischer von ROSS Mixers bieten ähnliche Dispergier-, Emulgierungs- und Homogenisierungsfunktionen wie High-Shear-Mischer. Allerdings können diese Maschinen viskose Materialien umdrehen, unter Vakuum mischen und eine strengere Temperaturkontrolle ermöglichen.

Zwei beliebte Konfigurationen dieser Maschinen sind der Dreiwellenmischer, bestehend aus einem Hochschermischer, einem Hochgeschwindigkeitsdispergierer und einem Dreiflügelanker, und der kostengünstigere Doppelwellenmischer. Diese Konfiguration besteht aus einem Hochgeschwindigkeits-Disperser und einem Zweiflügelanker.

Diese Mischer bieten im Vergleich zu Einwellengeräten überlegene Viskositäts- und Wärmeübertragungsfähigkeiten. Darüber hinaus handelt es sich um geschlossene Systeme, die beim Vakuummischen Vorteile wie höhere Dichte, bessere Dispersionsqualität, bessere Zugeigenschaften, weniger Defekte und längere Stabilität bieten.

Zu den üblichen Anwendungen für Mehrwellenmischer gehören Polyvinylalkohollösungen, Plastisol und andere thermoplastische Tinten, Gummimischungen, Verbundwerkstoffe auf Polyurethanbasis, verstärkte Epoxidharze und andere gefüllte Harze.

ROSS-Mischer Doppel- und Dreiwellenmischer. Fotos über ROSS Mixers.

ROSS Mixers bietet auch eine Reihe von Planetenmischern an, die sich ideal für die Herstellung von 3D-Drucker-Rohstoffen mit hoher Viskosität eignen.

Der ROSS-Doppelplanetenmischer eignet sich ideal für die Herstellung von 3D-Drucker-Rohstoffen mit hoher Viskosität und ist für viskose Formulierungen bis zu 6 Millionen cP oder mehr optimiert.

Dieses Angebot umfasst zwei identische Klingen, die sich unabhängig voneinander drehen und dabei das Mischgefäß auf einer gemeinsamen Achse umkreisen. Die beiden Klingen bewegen sich durch jeden Punkt der Produktzone und berühren die gesamte Charge in nur 36 Umdrehungen im gesamten Behälter.

Da die Messer dieser Maschinen mit relativ niedrigen Geschwindigkeiten laufen, können diese Mischer abrasive Anwendungen tolerieren, einschließlich Metall- oder Keramikdispersionen in Polymer-, Wachs- oder Harzbindemitteln. Ebenso werden scherempfindliche Materialien wie Hydrogele und syntaktische Schäume in großem Umfang in Doppelplanetenmischern hergestellt.

Der ROSS PowerMix ist ein hybrider Planetendispergierer, der das Rühren mit hoher und niedriger Geschwindigkeit für Mischungen kombiniert, die zunächst sehr flüssig sind und sich im Laufe des Dosierprozesses verdicken.

Von einer wasserähnlichen Viskosität bis hin zu etwa 2 Millionen cP kann der PowerMix in jedem Stadium hohe Scherkräfte erzeugen. Darüber hinaus werden beide Rührwerke unabhängig voneinander gesteuert. Dies ermöglicht die Feinabstimmung von Strömungsmustern und Scherraten, wenn sich das Produkt während des Mischzyklus verändert. ROSS-Mischer bieten mit ihrem Planetary Dual Disperser (PDDM) auch ein Vierwellen-Design. Dieses robuste System kombiniert zwei Planetenmesser mit zwei Hochgeschwindigkeits-Dispersionsmessern. Dadurch können Feststoffzugaben in größeren Mengen und kürzeren Zeitabständen hergestellt werden. Agglomerate zerfallen schneller und der Umschlag erfolgt äußerst effizient, selbst wenn das Material besonders dicht oder klebrig ist.

Statische Mischer von ROSS Mixers Interfacial Surface Generator (ISG) eignen sich besonders gut für Spritzguss- und Extrusionsanwendungen. Tatsächlich behauptet ROSS, dass der statische ISG-Mischer eines der am häufigsten verwendeten statischen Mischermodelle für Spritzguss- und Extrusionsanwendungen ist.

Es hat sich gezeigt, dass der Einsatz des statischen Mischens die Qualität spritzgegossener und extrudierter Produkte verbessert. Das geschmolzene Material wird durch eine Reihe statischer Mischerkomponenten eingespritzt, die vor der Düsenbaugruppe in der Düse angebracht sind. Der statische Mischer kann mehrere Unstimmigkeiten im extrudierten Strom innerhalb einer sehr kurzen Rohrlänge beheben.

Thermische Homogenisierung, gleichmäßige Dichte und Dichte, verbesserte Farbmischung und minimale Zusatzstoffe, effektive Nutzung aller Rohstoffe, Beseitigung von Streifen oder Wolken im Endprodukt, hohe Qualität und Ausbeute sind nur einige der Vorteile.

Statische Mischerelemente von ISG. Fotos und Bilder über ROSS Mixers.

ROSS Vertikalmischer zum Trocknen und Mischen von Kunststoffharzen und Nylonpellets

Kunststoffharze nehmen Feuchtigkeit aus der Umgebung auf. Wasser sammelt sich an der Oberfläche und, wenn der Kunststoff hygroskopisch ist, auch im Polymer. Das Trocknen ist von entscheidender Bedeutung, da überschüssige Feuchtigkeit im anfänglichen Harzmaterial zu einer geringeren Festigkeit, optischen Mängeln und einer schlechten Leistung des fertigen Teils führen kann.

Vertikale Mischer/Trockner von ROSS Mixers mit Vakuumfunktion sind „bewährte“ Trocknungsgeräte für Kunststoffharze. Die Vakuumtrocknung ist eine effektive Technik zur Herstellung wärmeempfindlicher Kunststoffe, ohne dass man sich Gedanken über thermischen Abbau machen muss, da relativ niedrige Temperaturen erforderlich sind, um Feuchtigkeit auszutreiben.

Sobald das Vakuum aufgebaut ist, verdrängt die Mischung aus niedrigem Absolutdruck, sanfter Hitze und langsamem Rühren schnell Feuchtigkeit aus dem Schüttgut. Während des Prozesses entstehende Dämpfe werden gefiltert und kondensiert. Gegebenenfalls sammelt ein Auffangbehälter die kondensierte Flüssigkeit zur sicheren Entsorgung oder Wiederverwendung.

Nylonpellets werden häufig mit anderen Kunststoffen vermischt, mit Gleitmittelpulver überzogen oder mit Intensivpigmenten und anderen Additiven kombiniert.

In manchen Fällen ist eine Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts der Pellets erforderlich, um Mängel im Endprodukt und Prozessabweichungen zu vermeiden. Übermäßiges Trocknen kann das Fließverhalten von Nylonpellets beeinträchtigen, daher ist eine optimale Trocknung von entscheidender Bedeutung. Der anpassungsfähige Vertikalmixer eignet sich hervorragend zum Erreichen aller oben genannten Ziele.

Ross Vertikalmischer können Nylonpellets auch mit anderen festen Zusatzstoffen oder Polymeren praktisch jeder Form und Größe mischen. Vertikalmixer verwenden bei Nylonpellets das gleiche Verfahren wie bei Kunststoffharzen.

ROSS Double Planetary Mixers Mischgeräte für Dentalkomposite

Dentalkomposite werden mit Glas- und Keramikpartikeln verstärkt. Doppelplanetenmischer sind bewährte Werkzeuge zur Herstellung von Dentalkompositen.

Neuere spiralförmige Klingendesigns ermöglichen eine bessere Mischung und eine einfachere Bewältigung von Viskositätsspitzen bis zu 6 Millionen Centipoise. Die hochviskosen „HV“-Klingen von Ross (US-Patent Nr. 6.652.137) sind die „ersten ihrer Art“ mit einer genau abgewinkelten Kontur, die eine spezifische Mischwirkung erzeugt.

Ross-Doppelplanetenmischer werden weltweit für abrasive Materialien eingesetzt und sind typischerweise hartverchromt oder mit Kynar (Polyvinylidenfluorid) oder Aluminiumoxid beschichtet. Die Paste verfärbt sich, wenn Schleifmittelkomposite in einem herkömmlichen Edelstahlmischer gemischt werden (Edelstahlpartikel werden in die Formulierung integriert).

Selbst geringfügige Verunreinigungen sind bei Dentalkompositen, bei denen es auf genaue optische Eigenschaften ankommt, nicht akzeptabel.

Um mehr über diesen Technologiebericht zu erfahren oder ein Angebot anzufordern, füllen Sie das Anfrageformular von ROSS Mixers aus.

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Alex ist Technologiejournalist bei 3D Printing Industry und recherchiert und schreibt gerne Artikel zu einer Vielzahl von Themen. Er besitzt einen BA in Militärgeschichte und einen MA in Kriegsgeschichte und hat ein großes Interesse an additiven Fertigungsanwendungen in der Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtindustrie.