Ultralydssigtning af værdifulde materialer

Ved produktion af avancerede materialer er præcision afgørende. Brancher lige fra batteriproduktion og forarbejdning af ædelmetaller til 3D-print er afhængige af pulvere med høj renhed og præcist defineret partikelstørrelse. Sigtning af “værdifulde materialer” – såsom metalrige pulvere, batterielektrodekomponenter og materialer af elektronikkvalitet – giver imidlertid særlige udfordringer. Traditionel mekanisk sigtning resulterer ofte i tilstopning af sigtedugen, agglomerering og statisk opladning, hvilket fører til betydelige materialetab og uensartede partikelstørrelsesfordelinger.

Ultralydssigterysteren UP200TS fra Hielscher tilbyder en overlegen løsning til disse krævende anvendelser. Ved hjælp af højfrekvente svingninger får systemet kontinuerligt sigtedugen til at vibrere og fjerner tilstopninger, hvilket sikrer nøjagtig fraktionering og maksimerer genvindingen af værdifulde materialer.

Udfordringen ved sigtning af avancerede pulvere

Fine pulvere, der anvendes i højteknologiske industrier, er ofte kohæsive, klæbrige eller tilbøjelige til statisk opladning. Ved brug af konventionelle sigtemetoder kan fine partikler sætte sig fast i sigtedugens åbninger og hurtigt forårsage tilstopning. Denne blokering reducerer separationseffektiviteten drastisk og kan føre til tab af dyre, værdifulde materialer. Desuden kan aggressiv mekanisk sigtning beskadige sarte partikler eller være ude af stand til at opløse bløde agglomerater.

Løsningen med ultralydssigtning

Ultralydssigterysteren UP200TS løser disse problemer ved, at der monteres en ultralydsring mellem standardlaboratoriesigten og apparatets sokkel. Denne ring overfører højfrekvente mekaniske svingninger gennem hele sigtefladen. Disse hurtige vibrationer med lav amplitude holder sigtedugens åbninger frie ved at forhindre fine partikler i at sætte sig fast i åbningerne.
 
 
Denne “aktivering af sigtedugen” sikrer, at:

• Tilstopning elimineres: Sigtedugen forbliver åben gennem hele sigteprocessen.
• Udbyttet maksimeres: En betydeligt større del af det ønskede materiale genvindes.
• Nøjagtigheden forbedres: Der opnås præcis separation efter partikelstørrelse, selv med finmaskede sigteduge.

Anvendelser af ultralydssigtning til avancerede og værdifulde materialer

Ultralydssigtning er særligt værdifuld til følgende anvendelser med høj værdi:

Batteriproduktion

Produktionen af batterielektroder kræver streng kontrol med partikelstørrelsen for at sikre ensartet belægning og optimal elektrokemisk ydeevne. Batterimaterialer, såsom aktive katode- og anodepulvere, udviser ofte kohæsiv adfærd. Ultralydssigtning separerer effektivt disse materialer og forhindrer agglomerering, som kunne forringe batterikvaliteten. En ensartet partikelstørrelsesfordeling er afgørende for blandings- og varmeoverførselsprocesserne i batteriproduktionen.

Additiv fremstilling (f.eks. 3D-print)

Metalpulvere, der anvendes til additiv fremstilling, skal være fri for agglomerater og for store partikler for at sikre ensartet pulverflow og print af høj kvalitet. Ultralydssigterysteren garanterer præcis fraktionering af metalrige pulvere, fjerner fejl og sikrer, at materialet opfylder de strenge specifikationer, der kræves til 3D-print. Ved at forhindre tilstopning af sigtedugen sikrer systemet, at hvert gram dyrt metalpulver har den korrekte partikelstørrelse og kan anvendes.

Elektronik

Fine metalpulvere og ledende pastaer, der anvendes i elektronik, kræver grundig separation for at fjerne urenheder og sikre korrekt partikelstørrelse. Ultralydssystemet er ideelt til sigtning gennem disse finmaskede sigteduge og håndterer materialer ned til 20 µm uden tilstopning. Denne præcision er afgørende for elektroniske komponenters og ledende blæks ydeevne.

Ædelmetaller

Forarbejdning af ædelmetaller såsom guld, sølv, platin og palladium kræver ekstrem præcision for at minimere kostbare materialetab. Disse metaller anvendes ofte i form af fine pulvere til katalyse, elektronik og fremstilling af produkter af højeste kvalitet. På grund af deres fine partikelstørrelse og høje værdi resulterer traditionel sigtning ofte i betydelige tab som følge af agglomerering og tilstopning af sigtedugen. Ultralydssigtning sikrer maksimal genvinding af disse værdifulde materialer ved at holde sigtedugen åben og effektivt opløse agglomerater. Denne teknologi garanterer, at hvert gram ædelmetal har en præcist defineret partikelstørrelse og udnyttes, så både materialets integritet og processens økonomiske værdi bevares.

Hvorfor vælge ultralydssigtning til avancerede og værdifulde materialer?

• Maksimeret udbytte: Ved at forhindre tilstopning af sigtedugen øger ultralydssigtning genvindingen af den ønskede fraktion betydeligt. Dette er afgørende for dyre, værdifulde og avancerede materialer, hvor det er nødvendigt at minimere tab.
• Overlegen nøjagtighed: Systemet giver præcis separation efter partikelstørrelse, hvilket er afgørende for kvalitetskontrol i avanceret fremstilling.
• Skånsom mod materialet: Ultralydsvibrationer med lav amplitude opløser agglomerater uden aggressiv mekanisk påvirkning og bevarer dermed sarte partiklers integritet.
• Alsidighed: UP200TS understøtter tør, våd og kontinuerlig sigtning og tilpasser sig de specifikke krav for forskellige materialer.
• Holdbarhed: Ultralydssigtning reducerer sliddet på sigteduge og eliminerer behovet for manuel rengøring, hvilket forlænger udstyrets levetid og reducerer risikoen for kontaminering. Ultralydssigterysteren er bygget til krævende drift. Tysk ingeniørkunst sikrer et lavt vedligeholdelsesbehov, pålidelighed og lang levetid for apparatet.

Litteratur / Referencer

• FactSheet Ultrasonic Sieve Shaker UP200TS – Hielscher Ultrasonics – english
• FactSheet Ultraschall-Siebsystem UP200TS – Hielscher Ultrasonics – deutsch
• Brnčić, Mladen; Ines, Bradač; Tripalo, Branko; Ježek, Damir; Obradović, Valentina; Sven, Karlović; Bosiljkov, Tomislav (2009): Ultrasonically Improved Sieving of Food Materials for Manufacturing of Direct Expanded Extrudates. Agriculturae Conspectus Scientificus (ACS) 74, 2009.
• Xu R., Hong J., Morse C.L., Pike V.W. (2010): Synthesis, structure-affinity relationships, and radiolabeling of selective high-affinity 5-HT4 receptor ligands as prospective imaging probes for positron emission tomography. Journal of Medicinal Chemistry Oct 14;53(19), 2010. 7035-7047.
• An, Y., Kim, K., Lee, YJ. et al. (2026): Binding properties of sulfur to enable solvent-free fabrication of high-performance polymer-free sulfur-carbon positive electrodes. Nature Communications 17, 2360 (2026).