TL-Pro — профессиональная лабораторная система

TL-Pro — профессиональная электроформовочная установка

TL-Pro — профессиональная установка для получения нановолоконных материалов методом электроформования / электроспиннинга. Оборудование предназначено для лабораторных, исследовательских и опытно-технологических задач, где требуется стабильное формирование нановолоконных мембран, трубчатых структур, ориентированных волокон, композиционных материалов и специальных волоконных морфологий.

Установка объединяет высоковольтную систему положительной и отрицательной полярности, двухканальный шприцевой насос, систему перемещения фильеры, сменные сопловые узлы, набор коллекторов, контроль температуры и влажности, а также встроенные средства безопасности.

Назначение и технологические возможности

TL-Pro применяется для получения плоских нановолоконных мембран, трубчатых структур, ориентированных волоконных пленок, композиционных волокон, волокон со структурой «ядро–оболочка», коротких волокон, нано- и микросфер, нанопряжи и толстых волоконных матов при использовании дополнительных модулей.

Наличие положительной и отрицательной высоковольтной полярности позволяет использовать разные схемы электроформования, включая конъюгированное формование, работу с двумя материалами и снижение остаточного статического заряда на коллекторе.

Конструкция установки

Рабочая камера TL-Pro выполнена в закрытом корпусе с металлической оболочкой, антикоррозионным покрытием, изолирующими внутренними стенками и смотровыми окнами. Внутреннее пространство рассчитано на равномерное распределение электрического поля и снижение влияния внешних помех на процесс формирования волокон.

• металлический корпус с антикоррозионным покрытием;
• изолирующие внутренние стенки рабочей камеры;
• двухсторонние смотровые окна;
• встроенная система освещения рабочей зоны;
• система притока и вытяжки воздуха;
• контроль температуры и влажности;
• многоточечное заземление основных узлов;
• компактные габариты установки: 1100 × 730 × 950 мм.

Высоковольтная система

TL-Pro оснащается высоковольтным источником питания с диапазоном ±30–50 кВ. Выходное напряжение регулируется непрерывно и линейно. Источник может управляться отдельно или через сенсорную систему управления установки.

В системе предусмотрены защитные функции: отключение при перенапряжении, перегрузке по току, дуговом разряде и коротком замыкании. Металлический корпус высоковольтного блока обеспечивает электрическое экранирование, снижает электромагнитные помехи и повышает устойчивость оборудования к внешним воздействиям.

Система управления

Управление TL-Pro выполняется через сенсорный экран и кнопки быстрого доступа. Оператор может задавать параметры высоковольтного источника, микропомпы, перемещения фильеры и вращения коллекторов.

• управление высоковольтным источником питания;
• управление двухканальным шприцевым насосом;
• управление перемещением фильеры;
• управление вращающимися коллекторами;
• запись рабочих параметров;
• изменение параметров отдельных узлов в процессе работы.

Система подачи раствора

В TL-Pro используется двухканальный шприцевой насос. Каждый канал может управляться независимо, что позволяет работать с разными растворами и схемами подачи. Насос оснащен сервомоторным приводом, рассчитан на точную подачу раствора и имеет изоляцию от воздействия высоковольтной статической электричности.

Конструкция насоса сочетает встроенное и внешнее размещение, что помогает снижать расход материала и расширяет диапазон возможных задач. При необходимости система подачи может быть модернизирована до 4–8 каналов.

Фильеры и сопловые системы

TL-Pro поддерживает набор сменных фильер — сопловых узлов, через которые раствор подается в зону электроформования. Все фильеры оснащаются специальными изолированными держателями, а угол формования и расстояние до коллектора могут регулироваться в зависимости от выбранного процесса.

• Одиночная фильера — для стандартного электроформования и быстрых экспериментов; комплектуется иглами из нержавеющей стали разных размеров.
• Микрометровая игла — стеклянные иглы диаметром 1–45 мкм, минимальный внутренний диаметр 1 мкм; применяются для низковязких жидкостей и ультратонких волокон.
• Безтрубочная фильера — прямое соединение шприца с иглой без соединительных шлангов; для эксперимента достаточно около 0,5 мл раствора.
• Коаксиальная фильера — 5 наборов внутренних и внешних игл для получения волокон со структурой «ядро–оболочка».
• V-образная двухсопловая система — применяется для повышения выхода процесса и улучшения равномерности волоконной пленки.
• Конъюгированная фильера — две параллельные иглы с положительной и отрицательной полярностью для снижения остаточного заряда и получения композиционных структур.
• Side-by-side фильера — два независимо управляемых канала для получения композиционных волоконных мембран из разных полимеров.
• Линейные, кольцевые и матричные многосопловые системы — опциональные узлы для повышения производительности.

Автоматическая очистка игл

Для длительных процессов TL-Pro может оснащаться устройством автоматической онлайн-очистки игл. Узел очищает кончик иглы без остановки оборудования, что снижает риск закупорки сопла и повышает стабильность электроформования.

Система перемещения фильеры

Система перемещения фильеры обеспечивает равномерное распределение волокон по ширине коллектора. Фильера перемещается вдоль оси приемного ролика, а параметры движения задаются через сенсорную панель.

• электрическое перемещение по оси X;
• ход сканирования: 400 мм;
• скорость сканирования: 1–40 мм/с;
• ручное перемещение по осям Y/Z;
• фиксация положения по шкале.

Коллекторы

TL-Pro совместима с различными коллекторами для получения плоских, трубчатых, ориентированных и специальных волоконных структур.

• Вращающийся коллектор — Ø100 × 300 мм, скорость 1–5000 об/мин; применяется для плоских мембран с хаотичной или ориентированной укладкой волокон.
• Дисковый коллектор — Ø140 мм, используется для получения направленной волоконной ленты на кромке диска.
• Оправки для трубчатых мембран — диаметр 1–30 мм, длина 300 мм; применяются для полых трубчатых структур.
• Суперориентирующий коллектор — Ø140 × 50 мм, используется для узких мембран с высокой степенью ориентации.
• Коллектор с параллельными электродами — Ø110 × 300 мм, применяется для сбора ориентированных нановолокон на низкой скорости.
• Плоский коллектор — 150 × 150 мм, нержавеющая сталь, регулируемый угол установки.

Контроль среды

Для стабилизации процесса электроформования TL-Pro оснащается системами контроля влажности и температуры. Стандартный осушитель подает сухой воздух в рабочую камеру и снижает влажность примерно до 30%. Усиленный осушитель является опцией и позволяет снизить влажность до 20%.

Опциональный безтуманный увлажнитель обеспечивает диапазон влажности 50–80%. Для нагрева рабочей зоны используется инфракрасный нагреватель с диапазоном от комнатной температуры до 45 °C.

Дополнительные технологические модули

Для TL-Pro доступны дополнительные модули, расширяющие технологические возможности установки:

• высокотемпературная фильера до 150 °C для прямого письма расплавом;
• roll-to-roll коллектор для непрерывного сбора волоконной мембраны;
• устройство аэродинамического электроформования;
• устройство получения наночастиц и коротких волокон;
• устройство получения нанопряжи;
• коллектор для филаментов диаметром 10–1000 мкм;
• XY-платформа для сбора волокон на плоских носителях;
• УФ-отверждение;
• центробежное электроформование;
• ионизирующий вентилятор.

Система безопасности

В TL-Pro предусмотрены защитные функции для работы с высоким напряжением и статическим зарядом. Система безопасности включает кнопку аварийной остановки, автоматическое отключение при перенапряжении и перегрузке по току, защиту от дугового разряда и короткого замыкания, отключение высоковольтного питания при открытии двери рабочей камеры и многоточечное заземление.

• аварийная остановка в зоне быстрого доступа оператора;
• автоматическое отключение при перенапряжении;
• автоматическое отключение при перегрузке по току;
• защита от дугового разряда и короткого замыкания;
• отключение высоковольтного питания при открытии двери;
• заземление корпуса, источника питания, микропомпы и коллектора;
• многоточечная схема заземления.