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混合機粉料混合：從藝術到科學{派勒智能}

派勒智能 2021-03-27 | 閱讀：882

粉料混合：從藝術到科學。干燥粉料的混合可能是制藥生產中常見的一種操作工藝，但是這種工藝的被了解程度可能也是最少的。由于每種藥物的組成都是少有的，因此沒有任何兩種混合工藝是完全相同的。粉料混合的不可預測性使得工程師們試圖定量地解釋經驗性的現象。由工程教授Benjamin Glasser和Troy Shinbrot領導的Rutgers大學的研究小組正在向這個目標努力。

目前，他們的研究已經取得了令人振奮的成果。首先，他們認為混合的時間越長，混合速度越快并不一定能夠更均一的混合物。均一的混合物有可能形成湍流，導致成分各自分層。

在一個實驗中，研究者發現不同尺寸的玻璃球在較低的混合速率下能夠形成均一的混合，但當混合速率提高時，卻會不同程度的分層。研究者們能夠確定促進層狀結構形成以及影響均一混合的顆粒狀結構。類似的現象也可以在污染控制以及氣象學中觀察和預測到。但是在這一點上，工程師并沒有完全理解在粉料或顆粒混合中的含義。Shinbrot教授解釋說：“對于固態到液態的整個范圍的顆粒的性質，我們都沒有關于傳輸和混合的預測性的公式。”對于液體則有類似的公式，可以對傳輸和混合的系統進行預測。工程師們也可以的彈性模型對類似固體系統進行預測，采用改進的粘性模型對類似液體的系統進行預測。

對于粉料混合設備來說，建立模型需要創造性，同時還需要遵守規則以及大量的實驗。如果微粒的尺寸發生了很小的變化，混合模式也做出調整，包括常規的層流以及無序的湍流模式。“如果我們能夠預測混合過程中的流動模式，我們就能夠設計出自動化程度更高，而隨著環境因素例如濕度，材料性質如微粒尺寸和粘度的設備和控制混合工藝。”Shinbrot補充說。幾乎任何攪拌模式，例如翻轉、帶狀混合或震動混合都可以根據微粒尺寸、密度以及形狀的變化混合或分離的產品。在實際情況下，這就意味著一臺混合設備能夠混合效果很差，甚至非常干燥的粉末聚集體，但是如果僅僅在混合工藝中加入極少量的水蒸氣，就有可能混合效果很好的產品。

微量潤滑有哪些特點。目前，在很多金屬加工企業中，金屬加工切削液的使用是一件再普遍不過的事。但隨著環保概念在制造領域日益深入的推廣，人們逐漸意識到切削液的大量使用會給企業帶來一些問題，如機床冷卻潤滑設備費用的所占比例過高，會增加企業上繳的環境保護稅、工業污染物和排污費用等，這些都無意中提高了機床設備的附加成本。而且，如果切削液處理不當，還會增加環境污染，損害人身健康。因此，幾年，很多廠家對縮減使用冷卻潤滑液的呼聲和愿望越來越強烈，更希望可以有一種方法，能在提高切削加工表面質量的同時提高刀具的使用壽命。

實現干切削或者微量潤滑加工的目標不僅要限制或停止使用切削液，而且要保證高的加工效率和加工質量。因此，可以將其看做是一項系統工程，需要從刀具、機床和輔助工藝等方面來進行研究并優化，使兩項技術可以更廣泛的。

直接受影響的刀具為例，在這種加工中，刀具要承受比濕切削更高的溫度，刀具與切屑和刀具與工件接觸面上的摩擦系數也要盡可能的小，而且還要求刀具有利于斷屑、排屑和散熱，這就需要從刀具材料、刀具涂層以及刀具結構的優化等幾個方面來解決。

微量潤滑對刀具的設計有特別的要求，圖2是硬質合金鉆頭修改后和修改前的對比，可知鉆頭在經過了擴大容屑槽、減少鉆削深度、增加刀刃的鋒利度以后，刀具的使用壽命明顯增高。

干式切削與微量潤滑加工技術從根本上解決了切削液帶來的弊端，不僅有利于工人的健康和環境的保護，而且可以降低加工成本，無疑是一種很有發展前途的綠色加工工藝。

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