在制藥、化工及食品工業的壓片工藝中,
壓片模具是決定片劑質量的核心部件。一套完整的壓片模具通常由沖模(上沖、下沖)、中模與圈模(或模圈)組成,三者精密配合,將粉末狀物料壓制成型為規則片劑。以下從結構與功能角度逐一解析。
一、沖模:壓力的傳遞者與形狀的定義者
沖模分為上沖與下沖,是直接接觸物料并施加壓力的關鍵部件。其結構包括工作端(頭部)、導向段與尾部。工作端直接與物料接觸,表面精度要求高(通常Ra≤0.2μm),需根據片劑形狀(圓形、異形等)設計特定輪廓;導向段通過模孔引導沖模垂直運動,避免偏移;尾部則與壓片機的機械臂連接,傳遞動力。
上沖與下沖的功能各有側重:上沖負責將物料初步壓實并推送至模孔底部,下沖則在壓制后期頂出成型片劑。兩者的運動軌跡需嚴格同步——上沖下壓時,下沖同步上移以容納物料;壓制完成后,下沖快速上升推出片劑,上沖則退回原位準備下一次填充。若沖模磨損或不同步,易導致片劑厚度不均、裂片等問題。

二、中模:物料的成型腔與精度的保障
中模又稱模柱,是套于上下沖之間的環形套筒,其核心是中心通孔(模孔)。模孔的孔徑與深度直接決定片劑直徑與厚度,需根據目標片重精確計算(如模孔容積=片重/物料密度)。中模材質多為硬質合金或高碳鋼,經淬火處理后硬度可達HRC60以上,以抵抗長期高壓摩擦。
結構上,中模外壁設有定位槽或螺紋,與壓片機模架固定,確保模孔與沖模同軸度誤差<0.01mm。若中模變形或模孔磨損,會導致片劑邊緣毛糙、重量差異超標。此外,中模頂部常設計倒角或錐面,便于物料填充時均勻分布,減少“架橋”(物料堵塞模孔)風險。
三、圈模:輔助定位與壓力緩沖的配角
圈模(或模圈)并非所有壓片機需要的,常見于高速壓片機或對片劑精度要求高的場景。它是套在中模外圍的圓環,主要功能是增強中模剛性,防止其在高壓下徑向膨脹變形;同時,圈模與中模間的微小間隙可形成潤滑氣隙,減少摩擦熱積累,延長模具壽命。
部分設計中,圈模內壁與中模外壁間預留彈性空間,當沖模壓力過大時,圈模可輕微形變緩沖應力,避免中模破裂。此外,圈模還可作為“第二定位基準”,輔助上下沖精準對中,尤其適用于多工位壓片機的復雜工況。