最近在一篇文章发表在开放获取期刊欧洲杯足球竞彩,研究人员提出了一个详细讨论关于冲击印迹技术使用聚合物模具通过结合数值分析和实验研究。
研究:对更好地了解冲击印迹聚合物模具使用数值分析与实验研究的结合。图片来源:Gorodenkoff / Shutterstock.com
背景
在金属表面纳米结构有不同的电气性能取决于它们的大小和形式。表面等离子体激元,例如,生产高当地电场的金、银、铜和nanogaps纳米结构,有利于ultra-trace调查在拉曼光谱信号增强。
金属纳米结构,除了半导体,太阳能电池可能是一个新的选择。然而,这种结构无法批量生产是他们实际部署一个根本性的障碍。
印实验:一个铝箔被压缩成一个DVD模具由水下冲击波来自爆炸,产生更深的印记比DVD模具形状。图片来源:长谷川K et al .,材料欧洲杯足球竞彩
用软光刻技术的发明,研究聚合物使用低成本的模具激光shock-imprinting (LSI)过程,导致增强的大规模生产为降低成本牺牲印记的准确性。
水下冲击波从炸药进化成为一个创新的方法来创建shock-imprinting技术。此外,爆炸所产生的冲击波使更深层次的印记比模具,大大促进了利用这一技术在大规模生产。
关于这项研究
在目前的研究中,作者讨论了explosive-induced冲击波及其持续时间相比,激光冲击波。确定深刻的印象的原因,数值分析和一系列简化成型实验进行。的压力历史和变形行为的工件和模具是近似的数值分析。
有助于深刻印记的外观的因素进行调查。生成与数值分析标本进行比较,减少困难由于原始材料的可变性,sub-millimeter-order成型测试进行铝(Al)工件利用explosive-derived水下冲击波和聚碳酸酯(PC)模具。
使用现有的国家和本构方程法,炸药,压力传递介质(水),工件,和电脑模具数值建模。在冲击压缩过程中,金属工件和模具的动态行为也被调查。
使用二维拉格朗日和欧拉动力学数值模拟模型。(一个)个人电脑模具的尺寸和形状,工件,和水。(b)设置的初始条件。(c)水下冲击波模型组成的爆炸和水。图片来源:长谷川K et al .,材料欧洲杯足球竞彩
实验结果与数值模拟结果相比,在这项研究中,其中包括成型试验与铝工件相对较大直径和测量实验用人explosive-derived水下冲击波。模拟变形过程中工件和电脑模具,一个数值模型,其中包含爆炸物和水添加到变形分析模型。
观察
在这项研究中,研究人员观察到H = 40毫米的穿孔直径是0.85毫米,和H = 60毫米是0.92毫米。H =的冲孔直径80毫米和H = 100毫米0.91毫米和0.93毫米,分别。此外,它是观察到的实验和数值模拟,压力上升时间130 ns和180 ns,分别。
下降在边境铝工件的厚度的模具复制在H = 40 - 60毫米的例子,但没有这样的地方减少在H = 20毫米的情况。也表明,工件变形仅限于模具边缘应变速率> 105 / s的大规模集成电路测试利用Si nano-molds,导致位错密度高,位错雪崩。
也确定压力的持续时间的要求控制shock-imprinting现象。提出了测量实验产生了压力曲线代表了衬底的压缩变形。数值分析所产生的压力曲线密切匹配实验压力,有两个压力峰值,确认实验结果。
模具形状上的冲击压力的影响被发现是最重要的因素在评估参数对冲压的压力的影响。应变率没有影响增加电脑的力量当吉帕斯卡的压力范围;然而,explosive-derived冲击波,持续了微秒,聚合物模具的灵活性,提高了成型深度。在数值分析中,本构律法,状态方程和参数用于材料模型准确模拟动态变形过程。
变形的工件和模具由于水下冲击波。图片来源:长谷川K et al .,材料欧洲杯足球竞彩
结论
总之,本研究阐明shock-imprinting研究聚合物的实用模具成型精度和节约成本的基础上。作者观察到控制压力和时间的印迹过程可以帮助放松工件厚度限制,同时提高印迹的准确性。他们强调,持续压力逐渐提高了工件的成型深度,而一个强大的压力迅速变形聚合物模具。结果,其中一个要求控制影响印记现象可能是压力的长度。
研究人员认为,这项研究的发现将shock-imprinting研究添加一个新的因素及其相应的压力持续时间。
源
长谷川,K。田中,S。Bataev,我。,等。对更好的理解冲击印迹聚合物模具使用数值分析与实验研究的结合。欧洲杯足球竞彩材料15 (5),1727 (2022)。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/5/1727
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