在弹性体表面应用永久性,坚固的细颗粒模板图案

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 机械工程 机械工程
• 聚合物科学 聚合物科学

背景情况:

• 为非线性,大变形弹性体复合材料开发精确的模型对于软机器人,假肢和减轻冲击等应用至关重要.
• 现有的光学跟踪方法 (例如数字图像相关性) 需要表面图案,这些图案很难长期应用于低表面能量的弹性体.
• 较大的变形可以导致传统的表面图案扭曲,裂或脱落,阻碍实验分析.

研究的目的:

• 开发一种强大而简单的方法,用于将永久的,高保真度的表面图案应用于弹性材料.
• 为了使表面变形场的准确实验捕获,以开发构成关系.
• 为了便于创建可靠的非线性,大型变形模型的弹性复合材料.

主要方法:

• 开发了一种新的喷雾造技术,将粉末图案应用于模具的内部表面.
• 在对弹性体部件进行反应注射成型之前,应用了模式,并在制造过程中将其整合起来.
• 该方法允许各种模式,从数字图像相关性的随机斑点到详细的多色设计.

主要成果:

• 喷雾造方法成功地在和弹性体样本上创建了永久的,高保真的表面图案.
• 应用的图案显示出强度,能够承受巨大的应变周期性负载,而不会色或破裂.
• 该技术允许轻松标记弹性体,适用于实验室和工业环境.

结论:

• 开发的喷雾造方法为弹性体的表面变形分析提供了重大进步.
• 这种技术克服了对低表面能量材料的传统图案应用方法的局限性.
• 能够创建持久,高保真模式的能力将提高材料行为模型和模拟对要求高的应用程序的准确性.