เนื่องจากความต้องการผงเพชรขนาดเล็กเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง การใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ จึงขยายตัวอย่างมาก ตั้งแต่สารขัดถูไปจนถึงเครื่องมือตัด และจากอิเล็กทรอนิกส์ไปจนถึงการแพทย์ ผงเพชรขนาดเล็กมีบทบาทสำคัญในหลายภาคส่วนเทคโนโลยีขั้นสูง อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้คุณภาพตามความต้องการที่เพิ่มขึ้น หนึ่งในขั้นตอนที่สำคัญในกระบวนการผลิตคือการจำแนกขนาดอนุภาค
หลังจากผ่านกระบวนการบดด้วยลูกบอล การบดละเอียด การขึ้นรูป และการทำให้บริสุทธิ์อย่างหยาบแล้ว ผงไมโครเพชรยังคงต้องการขั้นตอนการประมวลผลที่สำคัญอีกขั้นตอนหนึ่ง นั่นคือ การคัดแยกขนาดอนุภาค เป้าหมายของขั้นตอนนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอ ในขณะเดียวกันก็กำจัดอนุภาคขนาดใหญ่เกินไปออกไปอย่างสมบูรณ์
เนื่องจากลักษณะที่ละเอียดอ่อนของผงเพชรขนาดเล็กวิธีการคัดแยกแบบดั้งเดิมโดยใช้ตะแกรงไม่สามารถให้ความแม่นยำตามที่ต้องการได้ ดังนั้น การนำเทคนิคการคัดแยกทางวิทยาศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำมาใช้จึงมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง ด้วยการใช้งานผงเพชรขนาดเล็กที่ขยายตัวและความต้องการคุณภาพที่เพิ่มขึ้นจากตลาด ผู้ผลิตจึงมักใช้วิธีการคัดแยกหลายวิธี ซึ่งรวมถึงการตกตะกอนตามธรรมชาติ การคัดแยกด้วยแรงเหวี่ยง การคัดแยกแบบล้น และการคัดแยกด้วยไฮโดรไซโคลน
การจำแนกประเภทการตกตะกอนตามธรรมชาติ
วิธีการแยกอนุภาคตามธรรมชาติมีพื้นฐานมาจากหลักการที่ว่า ภายใต้ความหนาแน่นสัมพัทธ์เดียวกัน อนุภาคที่มีขนาดต่างกันจะตกตะกอนในของเหลวด้วยอัตราที่แตกต่างกัน ในวิธีนี้ อนุภาคจะถูกจำแนกโดยการควบคุมความสูงและเวลาในการตกตะกอน
เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ผ่านของเหลว อนุภาคจะได้รับอิทธิพลจากสามแรง ได้แก่ แรงโน้มถ่วงของอนุภาคเอง แรงลอยตัวของของเหลว และแรงต้านทานจากตัวกลาง ความเร็วในการตกตะกอนของอนุภาคขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น พื้นที่สัมผัสระหว่างอนุภาคกับตัวกลาง ความหนืดของของเหลว และแรงเสียดทานที่อนุภาคได้รับ
การจำแนกแบบแรงเหวี่ยง
การแยกด้วยแรงเหวี่ยงทำงานบนหลักการเดียวกับการตกตะกอนตามธรรมชาติ แต่ใช้แรงเหวี่ยงที่เกิดจากเครื่องเหวี่ยงเพื่อแยกผงละเอียด สำหรับอนุภาคขนาดใหญ่ มวลที่มากกว่าทำให้ตกตะกอนได้เร็วกว่า และการตกตะกอนตามธรรมชาติสามารถแยกอนุภาคที่มีขนาดใกล้เคียงกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม สำหรับอนุภาคขนาดเล็ก ความเร็วในการตกตะกอนที่ช้าลงภายใต้แรงโน้มถ่วงจะทำให้วงจรการผลิตยาวนานขึ้นอย่างมาก และสิ้นเปลืองพื้นที่และภาชนะจำนวนมาก อนุภาคขนาดเล็กมากอาจไม่สามารถแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบบราวน์และการรบกวนของอนุภาค
ในทางตรงกันข้าม แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะเร่งการเคลื่อนที่ของอนุภาคขนาดเล็ก ทำให้กระบวนการคัดแยกเร็วขึ้น ดังนั้น การคัดแยกด้วยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจึงมีประสิทธิภาพสูงสำหรับอนุภาคละเอียด ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตหลายรายจึงผสมผสานการตกตะกอนตามธรรมชาติและการคัดแยกด้วยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางสำหรับผงละเอียดไปจนถึงผงหยาบทุกขนาด วิธีการแบบผสมผสานนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ให้ดียิ่งขึ้น
การจำแนกประเภทการล้น
การจำแนกแบบไหลล้นสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นวิธีการตกตะกอนแบบย้อนกลับ ในเครื่องจำแนกแบบไหลล้น น้ำจะถูกป้อนเข้าไปที่ด้านล่างของภาชนะทรงกรวย เมื่อน้ำไหลขึ้นไปด้านบน ความเร็วของน้ำจะค่อยๆ ลดลงและคงที่ในส่วนทรงกระบอกที่ด้านบน
อนุภาคเพชรเคลื่อนที่สวนทางกับกระแสน้ำที่ไหลขึ้น และเมื่อแรงโน้มถ่วงและแรงดันขึ้นด้านบนสมดุลกัน อนุภาคที่มีขนาดที่กำหนดจะลอยอยู่ในน้ำ อนุภาคที่ละเอียดกว่าจะไหลล้นออกจากภาชนะ ในขณะที่อนุภาคที่หยาบกว่าจะตกตะกอนในส่วนทรงกรวย โดยการปรับอัตราการไหล ผู้ผลิตสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดอนุภาคตามที่ต้องการได้
แม้ว่าการแยกประเภทโดยวิธีไหลล้นจะค่อนข้างช้าและใช้น้ำปริมาณมาก แต่ก็ให้ความแม่นยำสูงและใช้แรงงานคนน้อยกว่าวิธีการอื่นๆ ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพของเทคนิคนี้คือรูปร่างของอนุภาคและการควบคุมอัตราการไหล รูปร่างของอนุภาคที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้การเคลื่อนที่ภายในของเหลวไม่คงที่ ส่งผลให้กระบวนการแยกประเภทหยุดชะงัก นอกจากนี้ การควบคุมการไหลที่ไม่เสถียรอาจทำให้เกิดการผสมกันของอนุภาคหยาบและอนุภาคละเอียด ทำให้ไม่สามารถแยกได้อย่างแม่นยำ
การจำแนกประเภทไฮโดรไซโคลน
การคัดแยกด้วยไฮโดรไซโคลนใช้หลักการตกตะกอนแบบแรงเหวี่ยงเพื่อแยกอนุภาคโดยเร่งกระบวนการแยกผ่านการหมุนด้วยความเร็วสูงภายในไฮโดรไซโคลน เทคนิคนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการคัดแยกหยาบและการกำจัดน้ำออกจากผลิตภัณฑ์ ข้อดีหลักๆ ได้แก่ ความเร็ว ความเรียบง่าย ความสามารถในการทำซ้ำได้ดี และการป้อนอย่างต่อเนื่อง วิธีการนี้มีประสิทธิภาพสำหรับผงเพชรขนาดเล็กทุกขนาด ยกเว้นขนาดที่ละเอียดกว่า 2 ไมครอน อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำจะน้อยกว่าวิธีการอื่นๆ
การเลือกวิธีการจัดประเภทที่เหมาะสม
แต่ละวิธีการจำแนกประเภทมีข้อดีและข้อเสียในตัวของมันเอง ในการผลิตจริง ผู้ผลิตสามารถเลือกวิธีการที่เหมาะสมที่สุดตามความต้องการเฉพาะของตน บางรายอาจเลือกใช้วิธีการจำแนกประเภทเพียงวิธีเดียว ในขณะที่บางรายอาจผสมผสานหลายวิธีเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ด้วยการเลือกและผสมผสานวิธีการจำแนกประเภทอย่างรอบคอบ บริษัทต่างๆ สามารถมั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์ผงเพชรขนาดเล็กของตนมีคุณภาพตามมาตรฐานสูงสุด
เนื่องจากตลาดสำหรับผงเพชรขนาดเล็กเนื่องจากเทคโนโลยีมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง การพัฒนาเทคโนโลยีการจำแนกประเภทขั้นสูงจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างกว้างขวาง