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        粉料混合：從藝術(shù)到科學(xué)。干燥粉料的混合可能是制藥生產(chǎn)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(yù)測(cè)性使得工程師們?cè)噲D定量地解釋經(jīng)驗(yàn)性的現(xiàn)象。由工程教授Benjamin Glasser和Troy Shinbrot領(lǐng)導(dǎo)的Rutgers大學(xué)的研究小組正在向這個(gè)目標(biāo)努力。

        目前，他們的研究已經(jīng)取得了令人振奮的成果。首先，他們認(rèn)為混合的時(shí)間越長(zhǎng)，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(dǎo)致成分各自分層。

        在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究者發(fā)現(xiàn)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(dāng)混合速率提高時(shí)，卻會(huì)不同程度的分層。研究者們能夠確定促進(jìn)層狀結(jié)構(gòu)形成以及影響均一混合的顆粒狀結(jié)構(gòu)。類似的現(xiàn)象也可以在污染控制以及氣象學(xué)中觀察和預(yù)測(cè)到。但是在這一點(diǎn)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(shuō)：“對(duì)于固態(tài)到液態(tài)的整個(gè)范圍的顆粒的性質(zhì)，我們都沒有關(guān)于傳輸和混合的預(yù)測(cè)性的公式?！睂?duì)于液體則有類似的公式，可以對(duì)傳輸和混合的系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。工程師們也可以的彈性模型對(duì)類似固體系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，采用改進(jìn)的粘性模型對(duì)類似液體的系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

        對(duì)于粉料混合設(shè)備來(lái)說(shuō)，建立模型需要?jiǎng)?chuàng)造性，同時(shí)還需要遵守規(guī)則以及大量的實(shí)驗(yàn)。如果微粒的尺寸發(fā)生了很小的變化，混合模式也做出調(diào)整，包括常規(guī)的層流以及無(wú)序的湍流模式。“如果我們能夠預(yù)測(cè)混合過(guò)程中的流動(dòng)模式，我們就能夠設(shè)計(jì)出自動(dòng)化程度更高，而隨著環(huán)境因素例如濕度，材料性質(zhì)如微粒尺寸和粘度的設(shè)備和控制混合工藝?！?span style="font-family:Calibri">Shinbrot補(bǔ)充說(shuō)。幾乎任何攪拌模式，例如翻轉(zhuǎn)、帶狀混合或震動(dòng)混合都可以根據(jù)微粒尺寸、密度以及形狀的變化混合或分離的產(chǎn)品。在實(shí)際情況下，這就意味著一臺(tái)混合設(shè)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(chǎn)品。

        微量潤(rùn)滑有哪些特點(diǎn)。目前，在很多金屬加工企業(yè)中，金屬加工切削液的使用是一件再普遍不過(guò)的事。但隨著環(huán)保概念在制造領(lǐng)域日益深入的推廣，人們逐漸意識(shí)到切削液的大量使用會(huì)給企業(yè)帶來(lái)一些問題，如機(jī)床冷卻潤(rùn)滑設(shè)備費(fèi)用的所占比例過(guò)高，會(huì)增加企業(yè)上繳的環(huán)境保護(hù)稅、工業(yè)污染物和排污費(fèi)用等，這些都無(wú)意中提高了機(jī)床設(shè)備的附加成本。而且，如果切削液處理不當(dāng)，還會(huì)增加環(huán)境污染，損害人身健康。因此，幾年，很多廠家對(duì)縮減使用冷卻潤(rùn)滑液的呼聲和愿望越來(lái)越強(qiáng)烈，更希望可以有一種方法，能在提高切削加工表面質(zhì)量的同時(shí)提高刀具的使用壽命。

        實(shí)現(xiàn)干切削或者微量潤(rùn)滑加工的目標(biāo)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(zhì)量。因此，可以將其看做是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要從刀具、機(jī)床和輔助工藝等方面來(lái)進(jìn)行研究并優(yōu)化，使兩項(xiàng)技術(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)的優(yōu)化等幾個(gè)方面來(lái)解決。

微量潤(rùn)滑對(duì)刀具的設(shè)計(jì)有特別的要求，圖2是硬質(zhì)合金鉆頭修改后和修改前的對(duì)比，可知鉆頭在經(jīng)過(guò)了擴(kuò)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(rùn)滑加工技術(shù)從根本上解決了切削液帶來(lái)的弊端，不僅有利于工人的健康和環(huán)境的保護(hù)，而且可以降低加工成本，無(wú)疑是一種很有發(fā)展前途的綠色加工工藝。

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