双重旋转 OR 式机构，石川工场 D 系列自动乳钵低损伤粉体加工

粉体加工设备种类繁多，球磨机、行星搅拌机、高速分散机、砂磨机各有适用场景，但大部分依靠冲击、强剪切实现颗粒破碎，加工过程容易破坏功能性粉体原始微观结构。很多新材料，例如碳纳米管、无机晶体粉体、医药原料药、陶瓷粉体，在制备阶段不希望颗粒晶体结构、一维 / 二维微观形貌被外力破坏，仅需要打散粉体团聚体，实现多组分粉体均匀润湿混合。日本株式会社石川工场 D 系列石川式自动乳钵（石川搅拌研磨机），依托 OR 式双重旋转次摆线研磨机构，复刻传统手工研钵擂溃动作，以挤压揉搓的温和力学作用完成粉体分散、混炼、粉碎，实现低损伤粉体加工，为精细材料研发提供差异化的粉体处理方案。

要理解 D 系列设备优势，首先要解析 OR 式双重旋转机构的工作原理。常规研磨设备，一般是容器旋转或者搅拌构件单向旋转；而石川 D 系列 OR 式机构，乳钵腔体固定，乳棒组件同时执行公转和自转复合运动，运动轨迹为次摆线曲线。乳棒内部搭载弹簧组件，提供可稳定控制的垂直荷重压力，乳棒始终贴合陶瓷乳钵内曲面，沿着钵壁持续滚动碾磨物料。在整套研磨周期内，乳棒运动轨迹可以覆盖钵内全部空间，不存在固定死角，钵内每一份物料，都会反复受到乳棒的挤压、揉搓、碾扫复合作用力。这种力学模式和实验室里科研人员手持研杵手工擂溃粉体的动作一致，区别在于设备可以稳定、持续、重复执行这套动作，消除人工操作力度、时长、动作差异带来的不稳定性。

这套机构带来最核心的特性就是低损伤加工。砂磨机、高速分散机依靠高速剪切力撕裂团聚体，瞬时作用力，对于碳纳米管、纳米线这类一维材料，很容易切断长纤维；行星球磨机依靠磨球撞击粉碎颗粒，会造成晶体粉体晶格缺陷，改变粉体原生理化特性。石川 D 系列乳棒转速低，最高转速仅 50r/min，依靠粉体之间摩擦润湿解团聚，没有剧烈冲击、强剪切，仅仅剥离粉体颗粒之间的团聚作用力，保留粉体原始微观形貌与晶体结构。对于需要保护原生结构的功能性粉体，这种低损伤加工方式，是其他设备难以替代的。

D 系列包含 D101S、D16S、D18S、D20S、D22S 五款标准化台式机型，按照处理容量、乳棒数量划分梯度。D101S，单乳棒 200mL 容量，最小款机型，适合微量粉体试验，设备紧凑占地小，陶瓷钵体拆卸清洗简单，是低损伤微量粉体预处理；D16S，单乳棒 400mL 机型，适合中小批量粉体混炼，应对高粘度膏状粉体，操作简单稳定；D18S，双乳棒 1L 机型，双乳棒同时擂溃，搭配特氟龙刮棒，高粘度难分散粉体处理能力更强，双乳棒设计，研磨效率提升，在纳米碳粉体低损伤分散项目积累大量案例；D20S，双乳棒 2L 大容量机型，放大试验场景，大容量工况依旧维持低损伤均质混炼；D22S，4L 最大机型，面向中试规模粉体试制。D18S/D20S/D22S 标配特氟龙刮棒，刮棒持续把粘附在钵内壁的物料刮落，送入乳棒研磨区域，避免干料附着，进一步提升整体粉体处理均匀度。

材质选型同样服务低污染、低损伤需求。物料接触部分采用陶瓷乳钵、陶瓷乳棒，陶瓷材料化学惰性优异，硬度适中。相比金属研磨构件，陶瓷不会引入金属杂质污染粉体；相比硬质氧化锆球磨介质，擂溃揉搓的作用力不会猛烈撞击颗粒，不会造成颗粒破碎后的过度微细化。如果用户需要，石川工场还可以提供不同材质钵体、乳棒定制，适配特殊腐蚀性物料。整机机壳采用不锈钢，耐多种有机溶剂，适配实验室常规溶剂环境，设备带有透明安全防护罩，安全急停按钮，兼顾试验安全与可视性。

低损伤粉体加工，在多个前沿材料领域创造应用价值。碳纳米管、石墨烯等纳米材料领域，使用 D 系列擂溃分散，在解开粉体团聚的同时，保护碳管、片层结构不被剪断，维持材料本身导电、导热特性；无机分子筛、陶瓷粉体，粉体混合预处理，保护晶体结构，保障后续烧结成品性能；医药化学领域，原料药粉体、试剂配制，低杂质、温和混料，避免药物晶型遭到外力破坏；树脂、油墨、膏状复合材料，实现粉体在有机基体中充分润湿分散，不破坏填料微观结构。很多科研人员在对比试验中发现，使用石川自动乳钵制备样品，粉体微观形貌保留完整，材料最终测试性能优于高速剪切类设备制备样品。

工艺可控性是 OR 式机构另一大亮点。设备配备变频调速系统，回转速度 8~50r/min 可调，内置定时器，可以精准设定研磨时长，弹簧荷重压力稳定可控。整套工艺参数可以完整固定，多次重复试验，粉体分散状态、粒径分布保持高度一致，实验可重现。传统手工擂溃，人的力度、操作节奏会疲劳变化，批次差异大；而 D 系列设备，每一次运行都严格执行相同的运动轨迹、压力、转速，数据重复性大幅提升，非常适合需要多次平行对比的科研试验。

设备维护层面，陶瓷钵体、乳棒拆装便捷，试验结束后可以取出清洗，不同物料之间切换简单，减少交叉污染。设备运动机构设计成熟，石川工场 120 余年设备制造经验，D 系列台式机型长期连续运行稳定，故障率低，维护工作量小，适合研发实验室长时间反复试验使用。

粉体材料研发，越来越关注 “在不破坏粉体原生特性前提下实现均匀分散"，低损伤粉体加工需求持续增长。日本石川工场 D 系列自动乳钵，OR 式双重旋转次摆线擂溃机构，跳出传统粉体设备 “强力破碎" 思路，复刻手工擂溃温和揉搓原理，为纳米粉体、晶体材料、医药粉体提供低损伤、高再现性的台式粉体混炼分散方案。从微量基础研究，到中试规模材料试制，D101S 到 D22S 多机型梯度选型，适配不同体量研发试验，在精细粉体样品制备领域，形成的技术优势。