Vergeleken met andere snijmethoden zou EV-beitelen metalen microstructuren kunnen genereren met een ultrahoge aspectverhouding, en de snijchip zou direct kunnen worden omgezet in unieke microstructuren.
Wetenschappers van de Tsinghua Universiteit hebben een nieuw proces voorgesteld om de snijchips direct in microstructuren om te zetten en de chips bruikbaar te maken. Het onderzoek is gepubliceerd in de Internationaal tijdschrift voor extreme productie.
Dit zet de conventionele wijsheid opzij over het vervaardigen van snijchips die na verwerking meestal in afval veranderen. De bevinding is onverwacht en interessant. Het is moeilijk voor te stellen hoeveel chips er elke dag als afval worden weggegooid; Als we ons proces gebruiken, kan het afval in schatten worden omgezet.
“In principe is deze voorgestelde methode de originele innovatie op het gebied van verwerking en biedt het een nieuwe manier om metallische microstructuren te fabriceren”, zegt Jianjian Wang, universitair hoofddocent van de afdeling werktuigbouwkunde aan de Tsinghua Universiteit en corresponderend auteur van de studie. studie.
“Over het algemeen koppelt deze methode de afvalsnijdende chips aan nuttige metalen microstructuren”, zegt Zhiwei Li (promovendus, nu bij Tsinghua), de eerste auteur van het artikel.
Microstructuren zijn overal als je goed naar het oppervlak van objecten kijkt, of het nu het oppervlak van planten is (lotusbladeren, rozen, stro, enz.), of het oppervlak van dierenhaar of de menselijke huid.
Er is ontdekt dat dergelijke microstructuren speciale eigenschappen hebben, zoals hydrofiliciteit, hydrofobiciteit en antibacteriële eigenschappen, maar tot nu toe is het nog steeds een moeilijk probleem om dergelijke microstructuren op metalen oppervlakken te vervaardigen, en de sleutel is het vergroten van de aspectverhouding (hoogte verdeelt de breedte). ). Dit komt omdat metalen materialen niet gemakkelijk zijn om mee te werken, vooral op kleine schaal.
Snijden is de meest gebruikte bewerkingsmethode voor metalen materialen. Vervolgens begon Li twee jaar geleden te experimenteren met verschillende snijmethoden, maar dat mislukte telkens. "Ik heb bijna elke bewerkingsmethode geprobeerd, maar de beeldverhouding kon niet worden vergroot", zei Li. Op een dag zei Wang tijdens een discussie: “Als we de voedingsrichting veranderen, zou er dan een verschil zijn?”
"Dat [zou] misschien kunnen werken, vooral door de voedingsrichting van elliptisch trilsnijden te veranderen", zegt Li. De eerste experimenten waren echter niet ideaal.
"Wij zijn van mening dat het veranderen van de invoerrichting nuttig moet zijn", zei Wang. Vervolgens ontwierpen ze het verwerkingsapparaat opnieuw en optimaliseerden ze de opnamemethode, en uiteindelijk werden bevredigende resultaten verkregen.
"Het is verbazingwekkend dat de chip volledig onzichtbaar is tijdens het snijproces, en dat de chip via SEM rechtstreeks in de microstructuur kon worden gevonden", zegt Li. Ze ontdekten dat door het veranderen van de verwerkingsparameters verschillende soorten microstructuren rechtstreeks door de chips konden worden getransformeerd.
"We gebruiken de verwerkte microstructuren om een groot aantal toepassingsexperimenten uit te voeren, waaronder verbeterde warmteoverdracht, anti-icing, antibacterieel, enz., en hebben relatief goede experimentele resultaten behaald, die in de toekomst op grotere schaal kunnen worden gebruikt," zei Wang.
Wang en zijn laboratorium werken samen met andere wetenschappers rond de universiteit om te proberen te begrijpen hoe de microstructuren ontstaan. "Er zijn veel problemen die verder moeten worden opgelost, zoals het mechanische mechanisme van chiptransformatie en de verandering van de oppervlaktestructuur, die verband houden met toekomstige toepassingen", zegt Wang.