粉料混合：从艺术到科学。干燥粉料的混合可能是制药生产中常见的一种操作工艺，但是这种工艺的被了解程度可能也是最少的。由于每种药物的组成都是少有的，因此没有任何两种混合工艺是完全相同的。粉料混合的不可预测性使得工程师们试图定量地解释经验性的现象。由工程教授Benjamin Glasser和Troy Shinbrot领导的Rutgers大学的研究小组正在向这个目标努力。

 

目前，他们的研究已经取得了令人振奋的成果。首先，他们认为混合的时间越长，混合速度越快并不一定能够更均一的混合物。均一的混合物有可能形成湍流，导致成分各自分层。

 

在一个实验中，研究者发现不同尺寸的玻璃球在较低的混合速率下能够形成均一的混合，但当混合速率提高时，却会不同程度的分层。研究者们能够确定促进层状结构形成以及影响均一混合的颗粒状结构。类似的现象也可以在污染控制以及气象学中观察和预测到。但是在这一点上，工程师并没有完全理解在粉料或颗粒混合中的含义。Shinbrot教授解释说：“对于固态到液态的整个范围的颗粒的性质，我们都没有关于传输和混合的预测性的公式。”对于液体则有类似的公式，可以对传输和混合的系统进行预测。工程师们也可以的弹性模型对类似固体系统进行预测，采用改进的粘性模型对类似液体的系统进行预测。

 

对于粉料混合设备来说，建立模型需要创造性，同时还需要遵守规则以及大量的实验。如果微粒的尺寸发生了很小的变化，混合模式也做出调整，包括常规的层流以及无序的湍流模式。“如果我们能够预测混合过程中的流动模式，我们就能够设计出自动化程度更高，而随着环境因素例如湿度，材料性质如微粒尺寸和粘度的设备和控制混合工艺。”Shinbrot补充说。几乎任何搅拌模式，例如翻转、带状混合或震动混合都可以根据微粒尺寸、密度以及形状的变化混合或分离的产品。在实际情况下，这就意味着一台混合设备能够混合效果很差，甚至非常干燥的粉末聚集体，但是如果仅仅在混合工艺中加入极少量的水蒸气，就有可能混合效果很好的产品。

 

微量润滑有哪些特点。目前，在很多金属加工企业中，金属加工切削液的使用是一件再普遍不过的事。但随着环保概念在制造领域日益深入的推广，人们逐渐意识到切削液的大量使用会给企业带来一些问题，如机床冷却润滑设备费用的所占比例过高，会增加企业上缴的环境保护税、工业污染物和排污费用等，这些都无意中提高了机床设备的附加成本。而且，如果切削液处理不当，还会增加环境污染，损害人身健康。因此，几年，很多厂家对缩减使用冷却润滑液的呼声和愿望越来越强烈，更希望可以有一种方法，能在提高切削加工表面质量的同时提高刀具的使用寿命。

 

实现干切削或者微量润滑加工的目标不仅要限制或停止使用切削液，而且要保证高的加工效率和加工质量。因此，可以将其看做是一项系统工程，需要从刀具、机床和辅助工艺等方面来进行研究并优化，使两项技术可以更广泛的。

 

直接受影响的刀具为例，在这种加工中，刀具要承受比湿切削更高的温度，刀具与切屑和刀具与工件接触面上的摩擦系数也要尽可能的小，而且还要求刀具有利于断屑、排屑和散热，这就需要从刀具材料、刀具涂层以及刀具结构的优化等几个方面来解决。

 

微量润滑对刀具的设计有特别的要求，硬质合金钻头修改后和修改前的对比，可知钻头在经过了扩大容屑槽、减少钻削深度、增加刀刃的锋利度以后，刀具的使用寿命明显增高。

 

干式切削与微量润滑加工技术从根本上解决了切削液带来的弊端，不仅有利于工人的健康和环境的保护，而且可以降低加工成本，无疑是一种很有发展前途的绿色加工工艺。

 

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