CN108214320A - 基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置及方法，装置包含气体供给模块、喷嘴进给模块、掩膜板、搅拌装置和装有磨料的磨料容器加工动平台。其中磨料是由水、磨料粒子和高分子添加剂按严格比例混合而成的非牛顿流体，加工表面织构时，高压气体经过喷嘴产生负压吸入磨料后一起从聚砂口高速喷出形成多相射流，配合掩膜板和动平台完成加工。本发明一方面利用高压气体驱动非牛顿流体型磨料高速运动，撞击工件瞬间固态化的特性，极大的提高了加工效率，另一方面利用非牛顿流体的粘性悬浮，在减缓磨粒的沉降速度同时，还不会产生包括水雾状的空气污染。
Description
技术领域
本发明涉及磨料射流加工技术领域，尤其涉及一种基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置。
背景技术
结构和零件的微型化是技术领域的发展趋势之一，具有微沟槽或微凹坑特征的金属零部件在摩擦学、传热学和航空航天等领域扮演的角色愈加重要。在摩擦学方面，摩擦副表面上加工出具有一定尺寸和规则排列的几何形貌（如微小凹坑、微沟槽等），可以有效改善摩擦副表面的摩擦学特性，如降低摩擦、减小磨损和提高承载能力等特性。在传热学方面， 微沟槽特征结构在能够降低流体热传导和扩散传质阻力，提高传热性能。在航空航天领域，航空发动机涡轮叶片、燃烧室壁、某些流道、喉管等处，均设计有大量小孔结构。
目前常用的一种微沟槽或微凹坑加工技术磨料气射流加工技术存在严重的粉尘污染；微磨料多相射流加工技术由传统的喷砂工艺发展而来，通过压缩空气将微磨粒与水混合的磨料流加速形成多相射流，利用磨料的撞击和抛磨作用去除材料，具有无热影响区、反作用力小、可加工复杂形状等特点。然而这种微磨料多相射流，水的存在大大降低了粉尘污染，但射流喷射在工件上反弹的夹带大量磨料的水雾污染依然难以忽视。而微结构加工技术应用的材料往往具有高硬度、高脆性和高熔点等特点，使得这种加工方式效率较低，目前主要用于抛光和对较浅织构的加工，难以加工深宽比较高的微沟槽或凹坑。现有的这种加工方法常常不能满足加工效率、加工精度和加工质量等多方面的要求。而纯水射流中加入磨料颗粒及低温下的冰粒射流等方法都是使射流中含有固体颗粒或者直接变成固体颗粒来提高磨料射流加工效率的。
据了解高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体，非牛顿流体在受到高速高压的外力作用下会瞬间固态化，且具有湍流减阻的作用。基于此，本发明的目的是在微磨料气射流加工技术的基础上，在固体磨粒中加入水、高分子聚合物，按比例混合成非牛顿流体磨料，通过高压气体驱动这种非牛顿流体磨料，在高速撞击工件的瞬间瞬时固态化，以此来提高加工效率。实验中发现一定质量占比的这种非牛顿流体能使射流长距离集束，也能提高加工能力，同时这种高分子聚合物的悬浮液有较强的悬浮性和粘性，能大大减缓磨粒的沉降速度，撞击工件不会产生任何包括水雾状的污染。是一种加工效率高、加工质量高、环境友好的微沟槽、微凹坑加工技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置，包含气体供给模块、喷嘴进给模块、掩膜板、磨料容器和加工动平台；
所述气源供给模块包含空气压缩机、压力调节器和气体截止阀，所述空气压缩机的输出端通过所述气体截止阀和所述压力调节器的一端相连；
所述磨料容器用于存储非牛顿流体磨料；
所述喷嘴进给模块包含Z轴伺服电机和喷嘴；
所述喷嘴包含气体入口、液体入口和喷射聚砂口，其中，所述气体入口和所述压力调节器的另一端通过气管相连，所述液体入口通过管道连接至所述磨料容器中非牛顿流体磨料；
所述喷嘴用于利用文丘里效应产生负压从液体入口吸入磨料后将其从喷射聚砂口喷出；
所述Z轴伺服电机用于控制所述喷嘴上下移动、调节所述喷嘴的喷射口与待加工工件的靶距；
所述掩膜板固定设置在待加工工件之上；
所述加工动平台用于控制固定在其上的待加工工件相对于喷嘴前后左右移动和旋转运动。
作为本发明基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置进一步的优化方案，所述加工动平台设置在所述磨料容器的上方，使得使用过的非牛顿流体磨料回流至磨料容器中、循环使用。
作为本发明基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置进一步的优化方案，还包含用于搅拌磨料容器中非牛顿流体磨料的搅拌装置。
作为本发明基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置进一步的优化方案，所述掩膜板通过蜡泥与工件表面贴合，防止磨粒进入掩膜板与工件的夹缝造成的腐蚀。
本发明还公开了一种该基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，包括以下步骤：
步骤1），掩膜制作：选择金属或无机薄板作为掩膜材料，通过激光加工技术或者电解加工技术在掩膜材料上加工出需要的织构图案；
步骤2），掩膜板与待加工工件的固定：将待加工工件表面打磨、抛光并超声清洗，将制备的掩膜通过蜡泥与待加工表面紧密贴合，通过三爪卡盘或专用夹具将掩膜和工件一起固定在加工动平台上；
步骤3），磨料溶液配制：选定磨料类型和粒径，确定水、磨粒和高分子添加剂的质量配比，将高分子添加剂充分溶于水，加入选定的磨粒，配制所需磨料溶液，并通过搅拌机持续低强度搅拌混合均匀；
步骤4），参数设定：根据所需加工效果设定喷射压强和喷射距离，同时结合加工范围设定加工动平台的运动轨迹、喷嘴进给速度和进给量；
步骤5），加工和清洗：倒入配好的磨料，打开搅拌器，插入喷嘴进液管于搅拌区附近，打开气体截止阀，同时启动加工动平台进行进给，完成后对加工完毕的工件进行超声清洗。
本发明还公开了一种更改基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，步骤1）中所述掩膜材料的厚度范围为500um-700um。
本发明还公开了一种更改基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，步骤3）中所述磨料的类型为绿碳化硅、立方氮化硼或人造金刚石，粒径的范围为5um-20um。
本发明还公开了一种更改基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，步骤3）中所述磨料的质量占比为5-10%，高分子添加剂采用聚丙烯酰胺、质量占比为0.2-0.5%。
本发明还公开了一种更改基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，步骤4）中喷射压强的范围为0.2MPa -0.8MPa，喷射靶距的范围为1mm-15mm，绿碳化硅对应最优靶距9mm，人造金刚石对应最优靶距12mm。
本发明还公开了一种更改基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，步骤5）中加工动平台进给时采用S型进给，进给速度范围为0.1mm -0.5mm/s，进给量范围为50um-250um。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.结构简单，操作便利，利用文丘里原理吸入磨料，可以在较低的气压下对磨料流进行加速，连续供给磨料，不存在流量脉动。
2.在配制磨料溶液时添加高分子聚合物，其水解产物有粘性，磨料撞击掩膜板及工件不会产生水雾状空气污染，大大改善工作环境。
3.磨料吸入后，经喷嘴喷出落入搅拌容器中，形成内循环，提高磨料的重复利用率。
4.分散剂高分子聚合物的加入，具有使射流汇聚、瞬间固态化和使磨粒悬浮的三重特性，提高了加工效率，辅助机械搅拌使磨粒不易沉降，磨粒分布均匀。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是纯水和添加质量分数0.6%的高分子聚丙烯酰胺在0.6Mpa压强下的射流结构对比图。
图中，1-空气压缩机，2-气体截止阀，3-压力调节器，4-喷嘴，5-掩膜板，6-工件，7-磨料容器，8-搅拌器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，本发明公开了一种基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置，包含气体供给模块、喷嘴进给模块、掩膜板、搅拌装置、磨料容器和加工动平台；
所述气源供给模块包含空气压缩机、压力调节器和气体截止阀，其中，所述空气压缩机、气体截止阀和压力调节器依次相连；所述气体截止阀的两端分别和所述空气压缩机、压力调节器的一端相连；
所述磨料容器用于存储非牛顿流体磨料；
所述喷嘴进给模块包含Y轴伺服电机和喷嘴；
所述喷嘴包含气体入口、液体入口和喷射口，其中，所述气体入口和所述截止阀的另一端通过管道相连，所述液体入口通过管道连接至所述磨料容器中磨料；所述喷嘴用于利用文丘里效应产生负压从液体入口吸入磨料后将其从喷射口喷出；
所述加工动平台包含X、Y和T轴伺服电机，用于控制动平台前后左右及旋转运动；
所述掩膜板固定设置在待加工工件之上；
所述附有掩膜板工件设置在动平台上；
所述Z轴伺服电机用于通过所述滚珠丝杠调节所述喷嘴的喷射口与掩膜板之间的靶距；
所述加工动平台用于控制待加工工件相对于喷嘴移动；
所述搅拌装置用于搅拌磨料容器中的磨料；
所述磨料容器设置在加工动平台下，使得使用过的磨料回流至磨料容器中。
掩膜板通过蜡泥与工件表面贴合，防止磨粒进入掩膜板与工件的夹缝造成的腐蚀。
下面以加入的高分子聚合物为聚丙烯酰胺的这一具体的实施例来说明：
（1）磨料液体的配置：取0.6g聚丙烯酰胺于烧杯，加水至90g，60摄氏度下低速搅拌至聚丙烯酰胺充分溶解后，在加水保持90g，将10g粒径13um的人造金刚石磨粒加入，低速搅拌，使三者混合均匀形成非牛顿流体；
（2）掩膜板的贴合：用蜡封技术将掩膜版与工件紧密贴合；
（3）工件的安装定位：将附有掩膜板的工件用夹具安装在工作台上；
（4）倒入磨料液体，开启搅拌器，利用精密伺服进给调节好喷嘴与附有掩膜板的工件之间的最佳靶距9mm；
（6）插入进料管，开启电源同时打开气源开关，调节气体压力至0.6Mpa，开始进给，开始加工，直至孔形或槽形形成；
（7）取下附有掩膜板的工件，将两者分离并清洗。
以上过程中，不限于具体数据，掩膜材料的厚度范围为500um -700um，磨料的类型为绿碳化硅、立方氮化硼或人造金刚石，粒径的范围为5um-20um，磨料的质量占比为5-10%，高分子添加剂采用聚丙烯酰胺、质量占比为0.2-0.5%。喷射压强的范围为0.2MPa -0.8MPa，喷射靶距的范围为1mm-15mm，绿碳化硅对应最优靶距9mm，人造金刚石对应最优靶距12mm，加工动平台进给时采用S型进给，进给速度范围为0.1mm -0.5mm/s，进给量范围为50um-250um。
掩膜板优先采用304不锈钢材质，厚度为600um，其上通槽为激光加工加工，宽度大约为500um，，喷嘴聚砂管为1.9mm口径的不锈钢或硬质合金圆管。
本发明在微磨料多相射流基础上，引入非牛顿流体的特性,进一步提高了加工效率和改善了工作环境。
本发明中喷嘴使用文丘里原理，压缩气体通过喷嘴时在喷嘴内部形成负压吸入磨料，在较低气压下对磨料进行加速，连续供给磨料，不存在流量脉动。
本发明循环使用磨料，可以使用较少磨料实现对工件的稳定持续加工，大大降低加工成本。
本发明采用掩膜板只需在掩膜板上加工简单微通孔，不仅保证了加工精度，降低射流发散带来边界腐蚀问题。
本发明中添加的高分子聚合物使磨料具有粘性、悬浮性、射流汇聚性、高速固态化，这些特性可以改善加工环境，不会产生射流中常见的水雾状空气污染，辅助搅拌装置使磨粒不易沉降，磨料混合均匀，使射流汇聚，提高加工效率，在较大靶距下仍然保持较强的加工效率。
如图2所示，相比纯水，加有0.6%聚丙烯酰胺高分子的射流更细，长距离汇聚；撞击在掩膜板上出现类似于冰晶的固化现象。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置，其特征在于，包含气体供给模块、喷嘴进给模块、掩膜板、磨料容器和加工动平台；
所述气源供给模块包含空气压缩机、压力调节器和气体截止阀，所述空气压缩机的输出端通过所述气体截止阀和所述压力调节器的一端相连；
所述磨料容器用于存储非牛顿流体磨料；
所述喷嘴进给模块包含Z轴伺服电机和喷嘴；
所述喷嘴包含气体入口、液体入口和喷射聚砂口，其中，所述气体入口和所述压力调节器的另一端通过气管相连，所述液体入口通过管道连接至所述磨料容器中非牛顿流体磨料；
所述喷嘴用于利用文丘里效应产生负压从液体入口吸入磨料后将其从喷射聚砂口喷出；
所述Z轴伺服电机用于控制所述喷嘴上下移动、调节所述喷嘴的喷射口与待加工工件的靶距；
所述掩膜板固定设置在待加工工件之上；
所述加工动平台用于控制固定在其上的待加工工件相对于喷嘴前后左右移动和旋转运动。
2.根据权利要求1所述的基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置，其特征在于，所述加工动平台设置在所述磨料容器的上方，使得使用过的非牛顿流体磨料回流至磨料容器中、循环使用。
3.根据权利要求1所述的基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置，其特征在于，还包含用于搅拌磨料容器中非牛顿流体磨料的搅拌装置。
4.根据权利要求1所述的基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置，其特征在于，所述掩膜板通过蜡泥与工件表面贴合，防止磨粒进入掩膜板与工件的夹缝造成的腐蚀。
5.基于权利要求1所述的基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，其特征在于,包括以下步骤：
步骤1），掩膜制作：选择金属或无机薄板作为掩膜材料，通过激光加工技术或者光刻电解加工技术在掩膜材料上加工出需要的织构图案；
步骤2），掩膜板与待加工工件的固定：将待加工工件表面打磨、抛光并超声清洗，将制备的掩膜通过蜡泥与待加工表面紧密贴合，通过三爪卡盘或专用夹具将掩膜和工件一起固定在加工动平台上；
步骤3），磨料溶液配制：选定磨料类型和粒径，确定水、磨粒和高分子添加剂的质量配比，将高分子添加剂充分溶于水，加入选定的磨粒，配制所需磨料溶液，并通过搅拌机持续低强度搅拌混合均匀；
步骤4），参数设定：根据所需加工效果设定喷射压强和喷射距离，同时结合加工范围设定加工动平台的运动轨迹、喷嘴进给速度和进给量；
步骤5），加工和清洗：倒入配好的磨料，打开搅拌器，将喷嘴进液管插入磨料容器，打开气体截止阀，同时启动加工动平台进行进给，完成后对加工完毕的工件进行超声清洗。
6.根据权利要求5所述的基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，其特征在于，步骤1）中所述掩膜材料的厚度范围为500um-700um。
7.根据权利要求5所述的基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，其特征在于，步骤3）中所述磨料的类型为绿碳化硅、立方氮化硼或人造金刚石，粒径的范围为5um-20um。
8.根据权利要求5所述的基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，其特征在于，步骤3）中所述磨料的质量占比为5-10%，高分子添加剂采用聚丙烯酰胺、质量占比为0.2-0.5%。
9.根据权利要求5所述的基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，其特征在于，步骤4）中喷射压强的范围为0.2MPa -0.8MPa，喷射靶距的范围为1mm-15mm。
10.根据权利要求5所述的基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置的织构方法，其特征在于，步骤5）中加工动平台进给时采用S型进给，进给速度范围为0.1mm -0.5mm/s，进给量范围为50um-250um。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109129192A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-04 | 山东理工大学 | 一种气压悬浮磨料池光整加工装置及方法 |
| CN109746758A (zh) * | 2019-02-19 | 2019-05-14 | 大连理工大学 | 一种基于非牛顿流体用于薄壁件的射流支撑装置及方法 |
| CN109968206A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-07-05 | 杭州电子科技大学 | 一种掩膜板辅助射流加工方法 |
| CN110000711A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-12 | 北京工商大学 | 一种用于磨料气射流制备超疏水表面的系统和方法 |
| CN110240890A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-09-17 | 广东工业大学 | 一种用于磨料浆体射流加工的磨料浆体及其制备方法 |
| CN111922460A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-13 | 广东工业大学 | 一种金属材料表面电解毛化方法 |
| CN114260825A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-01 | 上海交通大学 | 凸起织构用光致抗蚀干膜掩模的喷砂加工装置及其加工方法 |
| CN115401533A (zh) * | 2021-05-26 | 2022-11-29 | 大众汽车股份公司 | 用于切割电极膜的方法和切割设备 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040229553A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-18 | Bechtold Michael J. | Method, apparatus, and tools for precision polishing of lenses and lens molds |
| CN102717325A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-10-10 | 浙江工业大学 | 一种基于非牛顿流体剪切增稠效应的超精密曲面抛光方法 |
| CN103331685A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-10-02 | 浙江工业大学 | 基于非牛顿流体剪切增稠机理抛光方法的加工装置 |
| CN103921216A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-16 | 中国海洋工程公司 | 一种三相空化磨料水射流切割装置 |
| JP2015160276A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | ポリシング加工方法 |
| CN105234824A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-01-13 | 南京航空航天大学 | 一种微磨料多相射流加工表面织构的装置及方法 |
| CN106466802A (zh) * | 2015-08-18 | 2017-03-01 | 昆山纳诺新材料科技有限公司 | 基于非牛顿流体的抛光系统及其抛光方法 |
| CN208084164U (zh) * | 2018-01-08 | 2018-11-13 | 南京航空航天大学 | 基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置 |
-
2018
- 2018-01-08 CN CN201810014436.4A patent/CN108214320A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040229553A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-18 | Bechtold Michael J. | Method, apparatus, and tools for precision polishing of lenses and lens molds |
| CN102717325A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-10-10 | 浙江工业大学 | 一种基于非牛顿流体剪切增稠效应的超精密曲面抛光方法 |
| CN103331685A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-10-02 | 浙江工业大学 | 基于非牛顿流体剪切增稠机理抛光方法的加工装置 |
| JP2015160276A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | ポリシング加工方法 |
| CN103921216A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-16 | 中国海洋工程公司 | 一种三相空化磨料水射流切割装置 |
| CN106466802A (zh) * | 2015-08-18 | 2017-03-01 | 昆山纳诺新材料科技有限公司 | 基于非牛顿流体的抛光系统及其抛光方法 |
| CN105234824A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-01-13 | 南京航空航天大学 | 一种微磨料多相射流加工表面织构的装置及方法 |
| CN208084164U (zh) * | 2018-01-08 | 2018-11-13 | 南京航空航天大学 | 基于非牛顿流体的磨料气射流加工表面织构的装置 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109129192A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-04 | 山东理工大学 | 一种气压悬浮磨料池光整加工装置及方法 |
| CN109746758A (zh) * | 2019-02-19 | 2019-05-14 | 大连理工大学 | 一种基于非牛顿流体用于薄壁件的射流支撑装置及方法 |
| CN110000711A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-12 | 北京工商大学 | 一种用于磨料气射流制备超疏水表面的系统和方法 |
| CN110000711B (zh) * | 2019-03-21 | 2020-07-28 | 北京工商大学 | 一种用于磨料气射流制备超疏水表面的系统和方法 |
| CN109968206A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-07-05 | 杭州电子科技大学 | 一种掩膜板辅助射流加工方法 |
| CN110240890A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-09-17 | 广东工业大学 | 一种用于磨料浆体射流加工的磨料浆体及其制备方法 |
| CN111922460A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-13 | 广东工业大学 | 一种金属材料表面电解毛化方法 |
| CN115401533A (zh) * | 2021-05-26 | 2022-11-29 | 大众汽车股份公司 | 用于切割电极膜的方法和切割设备 |
| CN114260825A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-01 | 上海交通大学 | 凸起织构用光致抗蚀干膜掩模的喷砂加工装置及其加工方法 |
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