Explore Hydraulische pers

Waarvoor gebruik ik een Hydraulische pers?

31/01/2023

Bij gebruik in een laboratorium zijn hydraulische persen vaak nodig om:

  • De sterkte en duurzaamheid van materialen te testen
  • De effecten van hoge druk op verschillende stoffen te onderzoeken
  • Pellets te maken voor monsteranalyse.

Hier volgen enkele specifieke voorbeelden van waar deze toepassingen voorkomen:

Monstervoorbereiding voor spectroscopie

Een hydraulische pers is essentieel om KBr (kaliumbromide)-pellets voor FTIR te maken, evenals algemene monsterpellets voor XRF.

FTIR is een type spectroscopie dat gebruik maakt van infrarood licht om de eigenschappen van materie te bestuderen. Om de moleculaire structuur van een poedermonster te bestuderen, moet het eerst worden verdund in een transparant materiaal – en daar komt de hydraulische pers om de hoek kijken.

Wanneer een gemengd monster en KBr-poeder met behulp van een hydraulische pers in een matrijs worden samengedrukt, zal de uniforme kracht een vaste korrel opleveren die grotendeels transparant is voor infrarood licht; maar die ook een verdunde hoeveelheid monster bevat, die binnen het detectiebereik van een FTIR-instrument ligt. De pers oefent een gelijkmatig verdeelde druk uit op het monster, waardoor brekend materiaal wordt omgezet in transparante films die kunnen worden gebruikt voor spectroscopische analyse. Met de juiste pers kan dit proces in enkele minuten worden voltooid.

Evenzo is XRF-spectroscopie een analysetechniek die wordt gebruikt om de elementaire samenstelling van materialen te bepalen. Door algemene monsterpellets te produceren in een hydraulische pers, kan de integriteit van een monster tijdens het XRF-proces worden gehandhaafd. Door het monster onder hoge druk tussen twee drukplaten te persen, zorgt een hydraulische pers ervoor dat het monster volledig wordt samengeperst en klaar is voor analyse.

Poederverdichting voor onderzoek naar composietmateriaal

Poederverdichting is een proces dat wordt gebruikt om een grote verscheidenheid aan composietmaterialen te maken. Hierbij wordt een hydraulische pers gebruikt om poeder in een gewenste vorm te persen.

Poederverdichting is een belangrijk hulpmiddel voor ingenieurs en wetenschappers die werken aan de ontwikkeling van nieuwe composietmaterialen – bijvoorbeeld bij de studie van ferromagnetisme.

Bij ferromagnetisme wordt een hydraulische pers gebruikt om een kracht uit te oefenen op een materiaal om de vorm ervan te veranderen. De kracht creëert een magnetisch veld, dat vervolgens de spins van de elektronen in de atomen van de stof op één lijn brengt. Hier worden hydraulische persen gebruikt om de sterkte van het magnetische veld van een materiaal te regelen. Door de kracht van de pers te verhogen of te verlagen, kan het magnetisch veld sterker of zwakker worden gemaakt.

Een soortgelijk voorbeeld van poederverdichting zien we bij het maken van metaalmatrixcomposieten.

Metaalmatrixcomposieten (MMC’s) zijn materialen die een metaal combineren met een andere stof, meestal een keramiek of een polymeer. Poedermetallurgie is de meest gebruikelijke methode om MMC’s te vervaardigen, waarbij meestal een hydraulische pers wordt gebruikt.

Eerst wordt het gewenste metaalpoeder gemengd met een matrixmateriaal. Een pers oefent vervolgens kracht uit op het mengsel, waardoor het compact wordt en de vorm van de mal aanneemt. De composiet is dan klaar om te worden verwijderd.

Testen van materiaal

Persen kunnen ook helpen om de prestaties van een materiaal tijdens het productieproces te analyseren. Een hydraulische pers kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de blokkeringsweerstand te beoordelen, door te testen of een printmateriaal niet aan zichzelf blijft kleven wanneer het onder een bepaalde druk wordt aangebracht.

Om de blokkeerweerstand te testen wordt een materiaalmonster tussen twee platen geplaatst. De druk van de hydraulische pers wordt geleidelijk opgevoerd tot een punt wordt bereikt waarop het monster niet meer kan worden verplaatst; dit staat bekend als het ‘blokkeringspunt’, en wordt gebruikt als indicatie van hoe gemakkelijk een bepaald monster kan vervormen wanneer het in stapels op rekken of in machines wordt opgeslagen.

Prototyping van microfluïdische apparaten

Microfluïdische apparaten worden vaak gebruikt in de gezondheidszorg voor taken als bloedonderzoek en medicijntoediening. Prototyping van microfluïdische apparaten kan echter een uitdaging zijn vanwege de kleine afmetingen van de componenten. Een manier om deze uitdaging te overwinnen is het gebruik van een hydraulische pers.

Het proces begint met een mechanische pons; deze creëert een holte waarin de wanden van het apparaat kunnen worden gevormd. De pons wordt vervolgens in de kamer van de pers geplaatst, en onder druk van het hydraulische systeem worden twee lasbare platen samengedrukt tot één apparaat. Deze methode garandeert dat alle verbindingen zijn beveiligd en dat de vloeistof die door deze verbindingen gaat, niet uit het systeem lekt.

Farmaceutisch onderzoek en ontwikkeling

Er zijn vele manieren waarop hydraulische persen kunnen helpen bij farmaceutisch onderzoek en ontwikkeling. Eén zo’n voorbeeld is het ontbindingstesten – een belangrijk kwaliteitscontroleproces dat helpt om de doeltreffendheid van farmaceutische producten te garanderen.

Oplossingstesten zijn een essentieel hulpmiddel om ervoor te zorgen dat geneesmiddelen of geneeskrachtige stoffen veilig en effectief zijn wanneer ze worden geconsumeerd. Het gaat om het testen van de snelheid en de hoeveelheid actieve ingrediënten die oplost in een vloeibaar medium; dit helpt om te meten hoeveel en hoe snel een geneesmiddel in het lichaam vrijkomt.

Een gebruikelijke manier om deze tests uit te voeren is met behulp van een pers. Het monster wordt zorgvuldig gewogen, in een dialysezak met een oplosmiddel geplaatst en in het vat van de pers gedompeld. Van daaruit wordt het met een kracht van 1-10 ton tegen een matrijs gedrukt, herhaaldelijk in de tijd, om een grondige vermenging met het oplosmiddel te verzekeren. Dit mengproces helpt om te berekenen hoeveel materiaal uit het systeem is vrijgekomen, en voortdurend persen versterkt de nauwkeurige resultaten door de deeltjes nog verder af te breken.

Table of contents

Gerelateerde blogs