鯊魚皮減阻微溝槽滾壓復(fù)制技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)日益嚴(yán)峻，如何減阻已成為社會(huì)發(fā)展的迫切需求。鯊魚皮微溝槽結(jié)構(gòu)具有良好的減阻和自清潔功能，以鯊魚皮微溝槽結(jié)構(gòu)為原型制造出的仿鯊魚皮可以實(shí)現(xiàn)7％左右的減阻率。但是如何高精度、大面積、高效率的復(fù)制真實(shí)鯊魚皮微溝槽結(jié)構(gòu)，仍是尚未解決的難題。372
　　本文首先以真實(shí)鯊魚皮微溝槽結(jié)構(gòu)為模板進(jìn)行微熱壓實(shí)驗(yàn)。通過單因素實(shí)驗(yàn)分析熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時(shí)間對(duì)熱壓成型質(zhì)量的影響，確定較優(yōu)的熱壓參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:熱壓成型的聚甲基丙烯酸甲

2、酯(PMMA)模板表面微溝槽形貌清晰，輪廓分明。微溝槽中心高度平均值可達(dá)32.3μm，中心槽寬平均值可達(dá)100μm，相較于鯊魚皮模板中心高度值減小3.6％，中心槽寬值增大5.2％。其次，將熱壓后的仿鯊魚皮PMMA模板進(jìn)行導(dǎo)電化處理，以處理后的PMMA模板作為陰極進(jìn)行微電鑄實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化微電鑄工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:微電鑄銅表面的鯊魚皮微溝槽結(jié)構(gòu)清晰，復(fù)制精度較高，微溝槽中心高度值可達(dá)31.5μm。相較于熱壓模板的微溝槽中心高度減小2.5％，

3、相較于鯊魚皮模板減小6％，復(fù)制精度高于平面熱壓。然后，以微電鑄后的仿鯊魚皮銅片作為電火花加工的工具電極，在模具鋼NAK80表面進(jìn)行微溝槽結(jié)構(gòu)的復(fù)制。實(shí)驗(yàn)研究微電鑄的陰極電流密度和電火花工藝的回路組合對(duì)電極損耗和工件質(zhì)量的影響，并分析鱗片之間的高度差對(duì)加工質(zhì)量的影響。結(jié)果表明:鱗片之間高度差較小時(shí)，工件表面微溝槽結(jié)構(gòu)較清晰;當(dāng)陰極電流密度為3 A/dm2時(shí)，工具電極損耗較小，工件表面微溝槽較為清晰;采用PS+NP回路組合工具電極損耗小于S

4、C+GM回路，工件表面質(zhì)量較好。最后，以熱壓后的仿鯊魚皮PMMA模板和電火花加工的NAK80模板作為滾壓模具，以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作為滾壓材料，研究模具溫度、滾壓間隙、滾壓速度對(duì)成型質(zhì)量的影響。研究表明:在模具溫度較低、滾壓間隙較小、滾壓速度較低的條件下，滾壓成型效果較好。研究兩種模具滾壓成型質(zhì)量可知，PMMA模板作為模具時(shí)滾壓成型精度較高，PET表面微溝槽中心高度值最大為25μm，中心槽寬平均值為90μm但模具壽命較短