Il “ball milling” è un processo in cui uno o più materiali vengono macinati da sfere in materiale idoneo messe in movimento da opportuni sistemi chiamati genericamente mulini. Durante il processo, il moto delle sfere fa sì che il materiale o i materiali da trattare siano sottoposti a forti stress meccanici causati dalle azioni di impatto e frizione generate dalle sfere stesse. Tale tipo di processo può essere utilizzato per ottenere diversi effetti tra cui la riduzione della dimensione di una polvere, la variazione della morfologia, della struttura e anche della composizione del materiale iniziale.
Il ball milling, seppure efficace, consente la produzione solo di piccole quantità di polveri utili su scala laboratoriale. Per ovviare a questo problema, è stato sviluppato un metodo innovativo e facilmente scalabile a livello industriale per la lavorazione e/o l’attivazione meccanica di polveri (metalliche e/o non metalliche) tramite sfere portando il sistema giara-polvere-sfere alla frequenza di risonanza.
Il metodo prevede l’uso di un miscelatore risonante acustico ad azione verticale, orizzontale o combinata in grado di raggiungere alte accelerazioni garantendo un efficace trasferimento energetico tra sfere e polvere. La sua versatilità consente di ottenere un’efficace regolazione dei parametri operativi, alcuni dei quali non modificabili con metodiche standard. Il metodo, già testato con successo su una lunga serie di ingredienti (Mg, Al, Acciaio, Grafite, Silicio, Ossidi Metallici, etc.), consente di produrre potenzialmente qualunque tipo di polvere con caratteristiche desiderate (struttura, composizione, incorporazione o rivestimento con altri materiali, forma delle particelle, superficie specifica, livello di impurità, contenuto metallico, dimensione dei cristalliti, etc.).
I principali vantaggi di questa tecnologia sono:
- Minori tempi e costi di produzione;
- Processi di attivazione e lavorazione più efficienti;
- Produzione di materiali innovativi;
- Flessibilità e adattabilità del processo;
- Scalabilità del processo.
Le applicazioni possibili sono:
- Polveri per additive manufacturing;
- Produzione di ingredienti a reattività controllata (esplosivi);
- Particelle multicomponenti;
- Ingredienti ottimizzati per mix di polveri e dispersioni (cosmetici, farmaci, o paste tecniche).
Referente: Politecnico di Milano