单轴粉末测试仪，用于有效且经济的粉末测试

弗里曼技术以其在粉末测试领域的专业知识和知识而闻名，该技术在1990年代后期推出了动态粉末测试技术。弗里曼现在已经开发了一种新仪器，即单轴粉末测试仪，该仪为动态测试提供了一种简单，有效和经济的替代方案。

Azom与Freeman Technology的董事总经理Tim Freeman谈到了他们的新粉末测试师​​及其最大受益的行业。

首先，您能告诉我们一些有关粉末测试的信息吗？谁使用粉末测试人员，什么？

从研发到生产到最终QC的整个制造周期中，使用粉末测试仪，从散装粉末处理到食品和药品的各种行业。

大量产品以粉末形式出售，即使是通常不经常通过中间粉末相的产品 - 例如，估计所有药品中的80％在某个时候被作为粉末处理。

因此，当我们谈论粉末测试时，重要的是要从一开始就要欣赏许多不同的挑战 - 取决于样本的细节，行业中的驱动因素以及解决的问题。

用于增材制造的金属粉末制造商可能正在努力确保在生物医学或航空航天应用中认证应用所需的产品一致性，而通用药物开发人员可能试图了解如何匹配参考干粉吸入器的雾化性能。两者都可以应用粉末测试来提供帮助，但是它们的要求明显不同。

也就是说，粉末测试中有统一的主题，例如对粉末流动方式的兴趣。很明显，粉末流动性会影响片剂混合物填充模具的易度性，但同样重要的是流动特性阐明了诸如混合，输送和流体化的过程的性能。

金属粉末的测试对于确保3D打印以及在航空航天和生物医学行业中的产品一致性很重要。图片来源：5464316719/shutterstock.com

弗里曼（Freeman）以在90年代引入动态测试而闻名。您能解释什么是动态测试及其工业价值？

顾名思义，动态测试涉及测量运动中的粉末。我们开发的仪器用于实施动态测试 - 已演变为当今的FT4粉状流变仪^®- 测量作用在刀片上的轴向和旋转力，因为它精确地通过粉末样品旋转。

专门开发了动态测试，以解决解决工业问题的数据的需求，我将重点介绍它在这方面仍然无与伦比的两种关键方法。

首先，动态测试可以应用于固结，中等应力，充气甚至流动性状态的粉末，因此可以选择测试条件以密切模拟过程环境。其次，它具有示例性的灵敏度。这是因为动态测试是一种固有的敏感方法，也是因为测试方法定义明确且自动化。

自从引入动态测试以来，我们已经了解了更多有关其优势的知识，并且我们也更加完全欣赏其他技术的互补性。

因此，FT4现在结合了双轴剪切测试和大量性质测量功能。这意味着客户可以使用多方面的测试来充分了解粉末行为。这对于严格的产品和过程开发和优化非常有价值。

动态测试测量刀片上施加的力，当它通过固体，充气或流化的粉末样品旋转

现在，您已经引入了一项新技术。什么是单轴测试？

没错 - 我们刚刚推出了单轴粉末测试仪（UPT），这是一种用于单轴粉末测试的创新独立设备。

单轴测试是一种非常简单的技术，总而言之，它涉及测量打破或失败粉末柱所需的压力。它直接测量粉末的单轴不受限制的屈服强度（UUY）作为固结或主要主要应力（σ1）的函数。

这个术语是，那些熟悉粉末测试的人会立即识别与通过翻译/旋转（双轴）剪切测试以不直接方式得出的术语。

是什么让您决定设计和商业化单轴测试仪？

单轴测试不是一个新概念，如果您使用双轴剪切细胞，则很容易理解其背后的原理。实际实施是一个长期的挑战，但是该技术的固有简单性对工业测试具有非常强烈的吸引力。

几年前，实施单轴测试所需的工程解决方案开始结晶，并且在单轴测试的早期就显然提出了一种商业上令人信服的命题，该主张可以满足目前尚未解决的粉末测试需求。

Freeman Technology现在拥有多年的粉末测试经验，包括对剪切细胞的广泛知识，我们与爱丁堡大学，杜邦和化学公司的同事进行了高生产力的合作，帮助将该项目带入了该项目。成果。

Freeman Technology的单轴粉末测试仪（UPT）

为什么现在？为什么改进的粉末测试变得越来越必要？

在当今竞争激烈的市场中，容忍平庸的制造效率变得越来越困难。

结果，如果当前的操作是最佳的，并且可以尝试使用可用的分析技术进行合理化和解决差的性能，那么通常会有急性意识。在粉末加工中，这些分析通常包括粒度或简单的流动性测量。当这些问题无法突出解决方案时，就会出现问题 - 下一步要做什么？

我们谈论的许多人都知道他们在粉末流动性方面存在问题，并希望进行一些相关的测试，但其他人则不太清楚，并且更广泛地寻找解决方案，以尝试更多地了解处理问题。在这两种情况下，都有明确的应用程序，可用于生成过程相关数据的成本效益，稳健的粉末测试仪。

您能概述一些粉末测试的困难以及这些困难如何影响新测试仪的设计？

相对于气体和液体，粉末的一个独特特征是，它们随身携带了它们的处理历史。

例如，可以完全充气从气动输送机中提取的样品。如果将其留在台式机上，则将以粉末性能确定的速率释放夹带的空气。结果，从粉末流动性测试获得的结果将取决于粉末释放空气以及采样和测量之间的时间长度。

这种效果通常是与许多粉末测试技术相关的可重复性差的根本原因，这就是为什么动态测试方法结合了样品调理步骤的原因。这一步骤本质上消除了处理历史的影响，并确保每个样本以相同的均匀基线状态测量。

单轴测试也至关重要，最具挑战性的方面是构造统一的合并，独立式粉末柱。新仪器的关键特征之一是它具有双端压缩的能力，以确保粉末样品的均匀合并。

此功能为重复性做出了重要的贡献，并确保可以测量各种粉末，即使是相对自由流动的粉末。

单轴测试与既定的剪切细胞分析方法作为常规测试技术相比如何？

尽管单轴测试产生与剪切细胞分析相同的参数，但它在不同条件下测量沿单个轴施加的所有应力，而不是垂直于固结已应用的轴

因此，单轴测试以与双轴剪切细胞测试相同的方式对粉末进行排名，尽管单轴测试仪（UUYS）测量的无限制屈服强度的绝对值略有不同。我们已经通过一系列粉末研究了这种效果，通常，UUYS值略低于等效的UYS值。

但是，对于过程环境中的比较测试，单轴测试具有一些真正有价值的优势。

首先，设备成本很低2020欧洲杯下注官网 - 手动测试仪的价格为5K，自动化版本为10k，而双轴剪切细胞测试仪的价格为10k，而售价为10k。其次，测量时间很短 - 大约5分钟 - 训练要求少得多。这些加起来在工业应用中带来了可观的好处。

您认为谁对新技术最感兴趣，为什么？

单轴测试的价格，简单性，可重复性和速度使其特别适合QA/QC - 在生产线或实验室中。

我们还期望具有低成本基础的行业（例如块状固体处理），这将是感兴趣的，这些行业努力证明对更昂贵的测试人员的投资是合理的。它也可能证明对当前使用的技术存在明显限制的部门有价值，但尚未确定替代方案。

您如何看待未来十年的粉末测试改变？

有证据表明，在未来十年中，粉末测试将以两个完全不同的方向发展。一方面，很明显，严格，多面的特征将是必不可少的，因为我们试图以越来越严格的方式控制粉末 - 例如，在制药中开发连续的制造过程，或者是骨骼的3D打印组件到平板电脑。

另一方面，可以说，简单粉末测试作为制造环境中常规工具的相当适度的扩展可以显着改善QA/QC，并通过支持有效诊断处理问题的有效诊断，从而提高制造效率。粉末测试的进一步渗透依赖于能够以可访问的成本进行可重复的相关测量。

粉末加工技术的进步将对制药行业带来巨大的好处，在该行业中，有80％的药物在其一生中的某个时候被作为粉末处理。图片来源：jordache/shutterstock.com

粉末测试领域仍然存在哪些主要挑战？

一项至关重要的任务是让我们更有效地合作 - 粉末处理器和仪器供应商 - 以便我们已经拥有的粉末测试功能可以被行业充分利用。

与这些挑战材料一起工作的处理器至关重要的是，确切地意识到可以衡量的内容以及如何有所帮助。欧洲杯足球竞彩同样重要的是，我们中的那些致力于创新新的粉末测试技术和仪器的人需要彻底了解所遇到的问题以及解决这些问题所需的信息。

这里的关键问题是关于过程环境及其对粉末的条件的清晰度，以便能够更有效地模拟它们。

这些是实质性的挑战，因为与粉末一起工作的许多方面都在左右，但是在过去十年左右的时间里取得了很多进展，毫无疑问，我们从粉末中提取价值的能力随之增加。粉末测试及其热情摄取的进一步进展将确保这种趋势继续下去。

关于蒂姆·弗里曼

蒂姆·弗里曼（Tim Freeman）是粉末特征公司弗里曼技术公司（Freeman Technology）的董事总经理，自1990年代后期以来一直为他工作。

他在FT4粉状流变仪的原始设计和持续发展中发挥了作用^®通过他在各种专业机构的工作以及参与行业计划的工作，是对更广泛的粉末加工发展的既定贡献。

蒂姆（Tim）拥有英国苏塞克斯大学（University of Sussex）的机电一体化学位。他是美国工程研究中心的许多项目组的导师，并经常为粉末表征和加工领域的行业会议提供经常贡献者。

美国制药科学家协会（AAPS）流程分析技术焦点小组TIM的前任主席是欧洲药品评论杂志的制药技术编辑顾问委员会成员。

蒂姆还是化学工程师研究所的粒子技术特殊兴趣小组的委员药物（USP）一般章节物理分析专家委员会（GC-PA EC）。