自動壓片機原理

元械工坊

一、核心工作原理

自動壓片機的工作流程可分為物料填充、壓力施加、片劑脫模三個階段，其核心原理基于機械壓力成型，具體步驟如下：

1. 物料填充階段

• 目的：將粉末或顆粒均勻填充至模具型腔中，確保片劑重量和密度一致。
• 關鍵部件：
  • 加料器：通過重力或強制喂料（如振動篩、螺旋輸送器）將物料送入中模（模具型腔）。
  • 刮粉器：旋轉或往復運動的刮刀將多余物料從模孔表面刮平，避免填充不均。
    
• 技術要點：
  • 填充深度控制：通過調節加料器高度或刮粉器壓力，控制物料填充量（直接影響片劑重量）。
  • 預壓縮：部分機型在主壓縮前進行輕度預壓（壓力為主壓的10%-20%），排除物料中的空氣，減少裂片風險。
    
  
  

2. 壓力施加階段

• 目的：通過上下沖頭對物料施加高壓，使其顆粒間產生機械結合力，形成堅硬片劑。
• 關鍵部件：
  • 沖頭（Punch）：包括上沖頭和下沖頭，與中模配合形成封閉型腔。
  • 壓力輪（Cam）：通過凸輪機構將電機旋轉運動轉化為沖頭的直線往復運動。
  • 壓力傳感器：實時監測壓縮力（通常范圍為5-100kN，制藥行業常用20-50kN）。
    
• 壓力傳遞過程：
  • 上沖頭下行：壓力輪推動上沖頭向下移動，與中模內的物料接觸。
  • 主壓縮：上下沖頭同時向中模中心施壓，物料被壓縮至目標厚度（如制藥片劑厚度通常為2-6mm）。
  • 保壓階段：沖頭短暫停留（0.1-0.5秒），確保壓力充分傳遞，提高片劑硬度。
    
• 技術要點：
  • 壓力控制：通過調節壓力輪角度或液壓系統壓力，控制最終壓縮力。
  • 壓縮速度：高速壓片機（如每分鐘1000片以上）需優化沖頭運動曲線，避免物料彈性恢復導致裂片。
    
  
  

3. 片劑脫模階段

• 目的：將壓縮成型的片劑從中模中推出，完成一個壓片周期。
• 關鍵部件：
  • 下沖頭上行：壓力輪推動下沖頭向上移動，將片劑頂出中模。
  • 出片裝置：通過刮片器或吸片嘴將片劑轉移至收集容器或輸送帶。
    
• 技術要點：
  • 脫模力控制：脫模力需小于片劑硬度，避免片劑破碎或邊緣缺損。
  • 防粘設計：中模內壁可鍍硬鉻或采用陶瓷涂層，減少物料粘連。
    
  
  

二、自動化控制系統

現代自動壓片機通過PLC（可編程邏輯控制器）+ HMI（人機界面）實現全流程自動化控制，核心功能包括：

1. 參數實時監測與調節

• 監測參數：
  • 主壓力、預壓力、填充深度、沖頭速度、片劑厚度、重量等。
    
• 調節方式：
  • 手動調節：通過旋鈕或觸摸屏輸入參數值。
  • 自動調節：基于反饋控制算法（如PID控制），根據片劑重量偏差動態調整填充量或壓力。
    
  
  

2. 故障診斷與保護

• 常見故障：
  • 沖頭卡死、物料堵塞、壓力超限、電機過載等。
    
• 保護機制：
  • 緊急停機按鈕：按下后立即切斷電源。
  • 自動報警：通過聲光信號提示故障類型（如“壓力異常”“缺料”）。
  • 安全聯鎖：如防護門未關閉時設備無法啟動。