Ultraschallsiebung wertvoller Materialien

Bei der Herstellung hochentwickelter Materialien ist Präzision von entscheidender Bedeutung. Branchen von der Batterieherstellung über die Verarbeitung von Edelmetallen bis zum 3D-Druck sind auf hochreine Pulver mit exakt definierter Partikelgröße angewiesen. Die Siebung „wertvoller Materialien“ – etwa metallreicher Pulver, Komponenten für Batterieelektroden und Materialien in Elektronikqualität – stellt jedoch besondere Herausforderungen dar. Die herkömmliche mechanische Siebung führt häufig zum Zusetzen des Siebgewebes, zu Agglomeration und elektrostatischer Aufladung, was erhebliche Materialverluste und uneinheitliche Partikelgrößenverteilungen zur Folge hat.

Die Ultraschall-Siebmaschine UP200TS von Hielscher bietet eine überlegene Lösung für diese anspruchsvollen Anwendungen. Durch hochfrequente Schwingungen versetzt das System das Siebgewebe kontinuierlich in Schwingung und befreit es von Verstopfungen. So gewährleistet es eine genaue Fraktionierung und maximiert die Rückgewinnung wertvoller Materialien.

Die Herausforderung bei der Siebung hochentwickelter Pulver

Feine Pulver, die in Hightech-Branchen eingesetzt werden, sind häufig kohäsiv, klebrig oder neigen zu elektrostatischer Aufladung. Bei herkömmlichen Siebverfahren können sich feine Partikel in den Maschenöffnungen festsetzen und das Siebgewebe schnell zusetzen. Diese Verstopfung verringert die Trenneffizienz drastisch und kann zum Verlust teurer, wertvoller Materialien führen. Darüber hinaus kann eine aggressive mechanische Siebung empfindliche Partikel beschädigen oder weiche Agglomerate unzureichend aufbrechen.

Die Lösung durch Ultraschallsiebung

Die Ultraschall-Siebmaschine UP200TS löst diese Probleme durch einen Ultraschallring, der zwischen dem Standard-Laborsieb und dem Gerätesockel installiert wird. Dieser Ring überträgt hochfrequente mechanische Schwingungen über die gesamte Siebfläche. Diese schnellen Schwingungen mit geringer Amplitude halten die Maschenöffnungen frei, indem sie verhindern, dass sich feine Partikel darin festsetzen.
 
 
Diese „Aktivierung des Siebgewebes“ gewährleistet Folgendes:

• Das Zusetzen wird verhindert: Das Siebgewebe bleibt während des gesamten Siebprozesses offen.
• Die Ausbeute wird maximiert: Ein deutlich größerer Anteil des gewünschten Materials wird zurückgewonnen.
• Die Genauigkeit wird verbessert: Eine präzise Trennung nach Partikelgröße wird auch bei feinmaschigen Sieben erreicht.

Anwendungen der Ultraschallsiebung bei hochentwickelten und wertvollen Materialien

Die Ultraschallsiebung ist für die folgenden Anwendungen mit hochwertigen Materialien besonders wertvoll:

Batterieherstellung

Die Herstellung von Batterieelektroden erfordert eine strenge Kontrolle der Partikelgröße, um eine gleichmäßige Beschichtung und optimale elektrochemische Leistung zu gewährleisten. Batteriematerialien, etwa aktive Kathoden- und Anodenpulver, weisen häufig kohäsives Verhalten auf. Die Ultraschallsiebung trennt diese Materialien wirksam und verhindert Agglomeration, die die Batteriequalität beeinträchtigen könnte. Eine gleichbleibende Partikelgrößenverteilung ist für die Misch- und Wärmeübertragungsprozesse bei der Batterieherstellung entscheidend.

Additive Fertigung (z. B. 3D-Druck)

Metallpulver für die additive Fertigung müssen frei von Agglomeraten und übergroßen Partikeln sein, um einen gleichmäßigen Pulverfluss und hochwertige Druckergebnisse zu gewährleisten. Die Ultraschall-Siebmaschine garantiert eine präzise Fraktionierung metallreicher Pulver, entfernt fehlerverursachende Bestandteile und stellt sicher, dass das Material die strengen Spezifikationen für den 3D-Druck erfüllt. Indem das System das Zusetzen des Siebgewebes verhindert, stellt es sicher, dass jedes Gramm des teuren Metallpulvers die richtige Partikelgröße aufweist und verwendbar ist.

Elektronik

Feine Metallpulver und leitfähige Pasten, die in der Elektronik eingesetzt werden, erfordern eine sorgfältige Trennung, um Verunreinigungen zu entfernen und die richtige Partikelgröße zu gewährleisten. Das Ultraschallsystem eignet sich ideal für die Siebung mit diesen feinmaschigen Sieben und verarbeitet Materialien bis hinunter zu 20 µm, ohne dass sich das Siebgewebe zusetzt. Diese Präzision ist für die Leistungsfähigkeit elektronischer Bauteile und leitfähiger Tinten unerlässlich.

Edelmetalle

Die Verarbeitung von Edelmetallen wie Gold, Silber, Platin und Palladium erfordert höchste Präzision, um kostspielige Materialverluste zu minimieren. Diese Metalle werden häufig als feine Pulver für die Katalyse, die Elektronik und die Herstellung besonders hochwertiger Produkte eingesetzt. Aufgrund ihrer feinen Partikelgröße und ihres hohen Werts führt die herkömmliche Siebung durch Agglomeration und das Zusetzen des Siebgewebes häufig zu erheblichen Verlusten. Die Ultraschallsiebung gewährleistet eine maximale Rückgewinnung dieser wertvollen Materialien, indem sie das Siebgewebe offen hält und Agglomerate wirksam aufbricht. Diese Technologie garantiert, dass jedes Gramm Edelmetall auf die richtige Partikelgröße klassiert und genutzt wird, wodurch sowohl die Integrität des Materials als auch der wirtschaftliche Wert des Prozesses erhalten bleiben.

Warum Ultraschallsiebung für hochentwickelte und wertvolle Materialien wählen?

• Maximale Ausbeute: Indem die Ultraschallsiebung das Zusetzen des Siebgewebes verhindert, erhöht sie die Rückgewinnung der gewünschten Fraktion erheblich. Dies ist für teure, wertvolle und hochentwickelte Materialien entscheidend, bei denen die Minimierung von Verlusten unerlässlich ist.
• Überlegene Genauigkeit: Das System ermöglicht eine präzise Trennung nach Partikelgröße, die für die Qualitätskontrolle in der Herstellung hochentwickelter Produkte entscheidend ist.
• Materialschonend: Ultraschallschwingungen mit geringer Amplitude brechen Agglomerate ohne aggressive mechanische Einwirkung auf und bewahren so die Integrität empfindlicher Partikel.
• Vielseitigkeit: Die UP200TS unterstützt die Trocken-, Nass- und kontinuierliche Siebung und passt sich so den spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Materialien an.
• Langlebigkeit: Die Ultraschallsiebung reduziert den Verschleiß der Siebgewebe und macht eine manuelle Reinigung überflüssig. Dadurch verlängert sie die Lebensdauer der Ausrüstung und verringert Kontaminationsrisiken. Die Ultraschall-Siebmaschine ist für den Betrieb unter hoher Beanspruchung ausgelegt. Deutsche Ingenieurskunst gewährleistet geringen Wartungsaufwand, Zuverlässigkeit und eine lange Gerätelebensdauer.

Literatur / Referenzen

• 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.
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