
在材料科学的前沿探索中,放电等离子烧结技术(SPS)凭借其快速、高效、低温致密的独特优势,已成为新材料的研发利器。然而,长期以来,传统SPS设备却受困于两大瓶颈:体积庞大与控制滞后,难以满足精密材料研发日益严苛的工艺要求。
如今,株式会社Sinter Land推出的第五代桌面SPS系统——LABOX系列,以一场从“液压"到“伺服"的核心技术革命,彻1底打破了这一困局。这不仅是驱动方式的更迭,更是对烧结过程控制精度、能耗效率及实验室环境的一次全面革新。
LABOX系列最引人注目的技术突破,在于其全面摒弃了传统的液压加压方式,转而采用高响应性的AC伺服电机进行纵向单轴加压。这一变革,精准地解决了困扰传统SPS设备多年的三大痛点:
① 从“粗糙"到“精密"的控制精度飞跃
传统液压系统受限于油液的可压缩性与响应延迟,在低压控制领域尤为吃力,难以保证烧结体密度的均一性。而AC伺服电机能够实现从低压预压到高压致密化整个区间的无级精密线性加载与控制。其加压分辨率可达0.1N,响应时间低于20ms,甚至可根据温度曲线实时动态调节压力,从根本上避免了因压力波动导致的样品缺陷。
② 从“喧嚣"到“静默"的实验室环境净化
传统液压泵需要24小时不间断运行以维持系统压力,由此产生的持续噪音严重干扰着实验环境。LABOX系列的伺服系统仅在动作时消耗电力,消除了液压泵的连续噪音,实现了真正的静音运行,极大地改善了研发人员的操作体验。
③ 从“繁琐"到“无忧"的维护成本降低
液压系统固有的漏油风险,以及对液压油和滤芯的周期性更换需求,是设备维护的沉重负担。伺服电机系统则从根本上规避了这些问题,不仅近乎免维护,更杜绝了油污对真空腔体和珍贵样品的潜在污染风险。
在加压系统实现跨越式升级的同时,LABOX系列在能源与热管理方面也进行了革新。它搭载了自主研发的直流脉冲逆变电源,相较于传统晶闸管电源,大幅降低了电路发热与主配电系统的功率需求,实现了更高效的能源利用。
配合特殊的通电机构,LABOX系列拥有高达 100~500℃/分钟的惊人升温速度。这种“快烧快冷"的特性,使其能有效抑制晶粒长大,是制备纳米晶、非晶等亚稳态材料的关键技术保障。
LABOX系列针对不同的研发需求,提供了灵活的配置方案。以下为两款主力桌面型号的核心差异:
| 参数 | LABOX-110 | LABOX-125 |
|---|---|---|
| 最大加压力 | 10 kN (约1.02吨) | 30 kN (约3.06吨) |
| 最大脉冲电流 | 1000 A / 1200 A | 2500 A |
| Z轴行程 | 50 mm | 80 mm |
| 试样台尺寸 | φ70 mm | φ90 mm |
| 最高温度 | 2500℃ (常用2200℃) | 2500℃ (常用2200℃) |
LABOX-110:压力与电流适中,是开展基础研究、小尺寸样品(如φ10-20mm)配方筛选的理想平台。
LABOX-125:凭借更高的压力与电流能力,能处理更大尺寸样品,或对难烧结材料施以更高压力以实现全致密化。
LABOX系列桌面SPS系统的诞生,标志着桌面型SPS设备正式迈入了“精密伺服时代"。它通过AC伺服电机与高效逆变电源的配合,成功打破了“小型化"与“高性能"不可兼得的魔,为高校、研究院所及企业研发中心提供了一个集高精度、高效率、高洁净度于一体的材料合成平台,真正实现了从“液压时代"到“伺服时代"的历史性跨越。