Comparado com outros métodos de corte, o cinzelamento EV pode gerar microestruturas metálicas com proporção de aspecto ultra-alta, e o cavaco de corte pode ser transformado diretamente em microestruturas únicas.
Cientistas da Universidade de Tsinghua propuseram um novo processo para converter os cavacos de corte diretamente em microestruturas e torná-los úteis. A pesquisa está publicada no Jornal Internacional de Fabricação Extrema.
Isso derruba a sabedoria convencional sobre a fabricação de cavacos de corte geralmente transformados em resíduos após o processamento. A descoberta é inesperada e interessante, é difícil imaginar quantos chips são descartados como lixo todos os dias; se usarmos nosso processo, os resíduos poderão ser transformados em tesouros.
“Em princípio, este método proposto é a inovação original no campo do processamento e fornece uma nova forma de fabricar microestruturas metálicas”, disse Jianjian Wang, professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Tsinghua e autor correspondente do artigo. estudar.
“Em geral, este método liga os chips de corte de resíduos e microestruturas metálicas úteis”, disse Zhiwei Li (estudante de doutorado, agora em Tsinghua), o primeiro autor do artigo.
As microestruturas estão por toda parte se você olhar atentamente para a superfície dos objetos, seja a superfície das plantas (folhas de lótus, rosas, palha, etc.), ou a superfície dos pelos de animais ou da pele humana.
Verificou-se que tais microestruturas têm propriedades especiais, como hidrofilicidade, hidrofobicidade e propriedades antibacterianas, mas até agora ainda é um problema difícil fabricar tais microestruturas em superfícies metálicas, e a chave é aumentar a proporção de aspecto (altura divide largura ). Isso ocorre porque os materiais metálicos não são fáceis de trabalhar, especialmente em pequenas escalas.
O corte é o método de usinagem mais comumente usado para materiais metálicos. Então Li começou a experimentar diferentes métodos de corte há dois anos, mas sempre falhou. “Tentei quase todos os métodos de usinagem, mas a proporção não pôde ser aumentada”, disse Li. Um dia, durante uma discussão, Wang disse: “Se mudarmos a direção da alimentação, haveria alguma diferença?”
“Isso [poderia] talvez funcionar, especialmente mudando a direção de alimentação do corte vibratório elíptico”, disse Li. No entanto, os experimentos iniciais não foram ideais.
“Acreditamos que mudar a direção da alimentação deve ser útil”, disse Wang. Em seguida, eles redesenharam o dispositivo de processamento e otimizaram o método de disparo, e finalmente foram obtidos resultados satisfatórios.
“É incrível que o chip fique completamente invisível durante o processo de corte, e o chip possa ser encontrado diretamente na microestrutura por meio de SEM”, disse Li. Eles descobriram que, alterando os parâmetros de processamento, diferentes tipos de microestruturas poderiam ser transformadas diretamente através dos chips.
“Estamos usando as microestruturas processadas para realizar um grande número de experimentos de aplicação, incluindo transferência de calor aprimorada, anticongelante, antibacteriano, etc., e alcançamos resultados experimentais relativamente bons, que podem ser mais amplamente utilizados no futuro”, disse Wang.
Wang e seu laboratório estão trabalhando com outros cientistas da universidade para tentar entender como as microestruturas são geradas. “Há muitos problemas que precisam ser resolvidos, como o mecanismo mecânico de transformação do chip e a mudança da estrutura da superfície, que estão relacionados a aplicações futuras”, disse Wang.