本帖最后由 warrior熊 于 2023-8-2 19:54 编辑
自 1842 年以来，CharlesRoss及其子公司(ROSS Mixers) 一直从事工业类混合、共混、干燥和分散机械设备的设计和生产 ，并为各行各业提供定制和标准设计以满足不同的加工需求。距今为止，ROSS Mixers已有着 180 多年为制造业服务的经验，而3D 打印企业又该如何从 ROSS 的产品中呢？本期文章围绕着ROSS Mixers的产品组合进行了介绍，并针对 3D 打印行业如何从其产品线中受益提供了见解。
增材制造中使用的原材料在 3D 打印过程中发挥着至关重要的作用。为了生产高质量的 3D 打印件，原料也必须始终保持高质量。鉴于大多数原料是混合物而不是单组分材料，混合和共混技术在增材制造过程中发挥着至关重要的作用。成品的强度、质地、外观、导电性、耐久性和其他关键性能都直接受到混合操作的影响。因此，选择正确的混合设备是实现配方准确性和批次间可重复性的第一步。
在 3D 打印行业，ROSS 提供了多种设备和混合解决方案，针对一系列材料的生产进行了优化。此外，该公司的产品线广泛应用于全球化学、制药、食品、塑料、复合材料、粘合剂、涂料和电子行业。
△Charles Ross及其子公司标志。图片来自 ROSS Mixers。
ROSS Mixers 的工业产品组合
ROSS Mixers滚筒搅拌机非常适合生产 3D 打印中使用的金属和合金粉末。事实上，在所有干式混合技术中，滚筒式混合机是处理大批量同时最大限度减少机械磨损的最佳选择。
滚筒混合以扩散为主要混合机制，是一种低影响的工艺，非常适合加工磨料固体和易碎成分。在制造含有微量成分或添加剂的精确混合物时，也经常使用此过程。这些滚筒混合机还可以确保适当的混合，这对于生产具有目标粒度分布的高纯度、化学均匀的球形粉末至关重要。这还可以实现出色的流动特性和高堆积密度。
ROSS Mixers 滚筒搅拌机的另一个主要优点是其双锥体和 V 锥体容器几何形状。这样可以完全排出混合材料，从而提高产量、降低污染风险并且易于清洁。
△ROSS Mixers V 锥体滚筒搅拌机。 照片来自 ROSS Mixers。
ROSS 混合器高剪切力混合器(HSM)专为需要高剪切力和强烈湍流的低粘度应用而设计。这些混合器非常适合 3D 打印应用，例如将颜料、添加剂和填料分散到树脂或蜡中；聚合物悬浮液、陶瓷浆料；润滑剂（如硅乳液和聚四氟乙烯悬浮液）和粘合剂溶液的制备等。
高剪切力混合器有批量（垂直）或串联（水平）配置，并包括一个在固定定子内高速旋转的转子。该过程可实现极快的混合，转子尖端速度通常达到 3,000 至 4,000 英尺/分钟。这会分解团聚物并减小液滴的尺寸。
△带移动升降机的 ROSS 间歇式高剪切混合机。 照片来自 ROSS Mixers。
ROSS Mixers 还提供SLIM（固体/液体注射歧管）技术，这是转子/定子设计的一项关键扩展。这种高速粉末感应系统可添加到 ROSS 高剪切混合器中，在转子后面产生真空。该真空可用于将粉末（或液体）成分直接注入高剪切区域。
此过程非常适合不易与液体混合的粉末。例如，用气相二氧化硅、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、卡波姆、膨润土或黄原胶增稠的原料或中间材料通常受益于通过 SLIM 系统的粉末诱导。
△ROSS Mixers 带有 SLIM 的内联高剪切混合器。 照片来自 ROSS Mixers
ROSS 混合器多轴混合器提供与高剪切混合器类似的分散、乳化和均质功能。然而，这些机器可以翻转粘性材料，在真空下混合并提供更严格的温度控制。这些机器的两种流行配置是三轴搅拌机，由高剪切搅拌机、高速分散机和三翼锚组成，以及更具成本效益的双轴搅拌机。该配置由高速分散器和两翼锚组成。
与单轴设备相比，这些混合器具有卓越的粘度和传热能力。此外，它们是封闭系统，具有真空混合的优点，例如更高的密度、卓越的分散质量、更好的拉伸性能、更少的缺陷和更长的稳定性。
多轴混合机的常见应用包括聚乙烯醇溶液、增塑溶胶和其他热塑性油墨、橡胶混合物、聚氨酯基复合材料、增强环氧树脂和其他填充树脂。
△ROSS 搅拌机双轴和三轴搅拌机。照片来自 ROSS Mixers。
ROSS 混合器还提供一系列行星式混合器，非常适合生产高粘度 3D 打印机原料。 ROSS双行星搅拌机非常适合生产高粘度 3D 打印机原料，并针对高达 600万cP 或更高的粘度配方进行了优化。
这款设备产品包含两个相同的叶片，它们独立旋转，同时绕公共轴绕混合容器运行。两个刀片在产品区域的每个点上移动，在整个容器中仅旋转 36 圈即可物理接触整批产品。
由于这些机器的叶片以相对较低的速度运行，因此这些混合器可以承受磨料应用，包括聚合物、蜡或树脂粘合剂中的金属或陶瓷分散体。同样，剪切敏感材料，例如水凝胶和复合泡沫，也广泛在双行星混合机中生产。
△ROSS 搅拌机双行星搅拌机。 照片来自 ROSS Mixers。
ROSS PowerMix是一款混合行星式分散机，结合了高速和低速搅拌，使混合物在开始时非常流动，并在整个配料过程中变稠。
从类似水的粘度到大约 200万 cP，PowerMix 可以在任何阶段赋予高剪切力。此外，两个搅拌器都是独立控制的。当产品在整个混合周期中发生变化时，这使得可以对流动模式和剪切速率进行微调。
ROSS 搅拌机还提供四轴设计，配有行星双分散器(PDDM)。这个强大的系统将两个行星叶片与两个高速分散叶片结合在一起。这使得固体添加物能够以更大量和更短的间隔生产。即使材料特别致密或粘稠，团聚体分解速度也更快，并且周转效率极高。
△ROSS 搅拌机行星双分配器。 照片来自 ROSS Mixers。
ROSS 混合器界面表面生成器(ISG) 静态混合器特别适合注塑和挤出应用。事实上，ROSS 声称 ISG 静态混合器是注塑和挤出应用中使用最广泛的静态混合器型号之一。
静态混合的使用已被证明可以提高注塑和挤出产品的质量。熔融材料通过安装在喷嘴内部模具组件之前的一系列静态混合器组件注入。静态混合器可以在很短的管道长度内纠正挤出流中的多个差异。
热均化、一致的密度和密度、改进的颜色混合和最少的添加剂、有效利用所有原材料、消除最终产品中的条纹或云彩、高质量和产量只是其中的一些优点。
△ISG 静态混合器元件。照片和图像来自 ROSS Mixers。
ROSS 立式混合机，用于干燥和混合塑料树脂和尼龙颗粒
塑料树脂吸收周围环境中的水分。水会积聚在表面，如果塑料具有吸湿性，则会积聚在聚合物内部。干燥至关重要，因为初始树脂材料中的水分过多会导致成品部件强度降低、视觉缺陷和性能不佳。
ROSS Mixers 立式搅拌机/干燥机具有真空功能，是“经过充分验证”的塑料树脂干燥设备。真空干燥是制造热敏性塑料的有效技术，无需担心热降解，因为它需要相对较低的温度来去除水分。
一旦建立真空，低绝对压力、温和加热和缓慢搅拌的混合物迅速将水分从散装材料中排出。在此过程中产生的蒸汽被过滤和冷凝。如果适用，接收器会收集冷凝液体以进行安全处置或再利用。
△塑料树脂和尼龙粒料的加工方法。图片来自 ROSS Mixers。
尼龙颗粒经常与其他塑料混合，涂上润滑剂粉末，或与强化颜料和其他添加剂结合。
在某些情况下，需要降低颗粒的水分含量，以避免最终产品的缺陷和工艺差异。过度干燥会损害尼龙颗粒的流动行为，因此干燥至理想水平至关重要。适应性强的立式搅拌机非常适合实现上述目标。
ROSS立式混合机还可以将尼龙颗粒与其他固体添加剂或几乎任何形状和尺寸的聚合物混合。立式混合机对尼龙颗粒使用与塑料树脂相同的工艺。
ROSS 双行星搅拌机用于牙科复合材料的混合设备
牙科复合材料多采用玻璃和陶瓷颗粒作为增强相。双行星搅拌机是经过时间考验的用于制备牙科复合材料的绝佳工具。 更新的螺旋叶片设计可提供更好的混合和更直接的管理高达 600 万cP的粘度峰值。Ross 高粘度“HV”叶片（美国专利号 6,652,137）是“同类产品中的第一款”，具有精确的角度轮廓，可产生特定的混合作用。
Ross 双行星搅拌机在全球范围内用于研磨材料，通常镀硬铬或覆盖 Kynar（聚偏二氟乙烯）或氧化铝。当磨料复合物在传统的不锈钢混合器中混合时（不锈钢颗粒融入配方中），糊剂会变色。在牙科复合材料中，即使是轻微的污染也是不可接受的，因为准确的光学性能至关重要。
△双行星混合机用于牙科复合材料的混合设备。图片来自 ROSS Mixers。
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