納米技術(shù)在模具上的應(yīng)用
納米粉體或粒子的制造是目前納米技術(shù)最為成功的商業(yè)化應(yīng)用带超,但事實(shí)上它并不是一個(gè)突破性的發(fā)明镣陕,而是利用過去傳統(tǒng)的微細(xì)加工技術(shù)津坑,然后引入納米概念绽媒,所創(chuàng)造出來的新技術(shù)概念蚕冬。若要提到突破性、前瞻性的創(chuàng)新發(fā)明是辕,納米零組件或納米機(jī)械設(shè)備或許更為貼切一些囤热,在這一方面,科學(xué)家的早期的構(gòu)想是获三,利用具有人工智能的納米機(jī)器人旁蔼,以實(shí)現(xiàn)納米產(chǎn)品自動(dòng)化、量產(chǎn)化的目標(biāo)豁登,也就是利用納米機(jī)器人子钱,直接按照產(chǎn)品的形狀進(jìn)行原子或分子排列,從而實(shí)現(xiàn)無模生產(chǎn)方式便晶。然而以目前的技術(shù)來說码果,雖然用來操控原子的裝置 ,如STM或AFM已發(fā)明出來并成功的應(yīng)用润跟,但事實(shí)上它仍然是非常高難度的技術(shù)佛殉,不但動(dòng)作流程復(fù)雜,且成本極高鸡魁,目前的技術(shù)水準(zhǔn)仍只能用來堆積平面的圖案姿叠。論及納米已發(fā)明出來并成功的應(yīng)用,論及納米3D對(duì)象甚或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的原子機(jī)器人紫声,尚有一段很長(zhǎng)的路要走憋址。
既然以STM或納米機(jī)器人來生產(chǎn)是不切實(shí)際的想法,那是否有其它方式可以達(dá)到量產(chǎn)納米產(chǎn)品的目標(biāo)呢京甫?最簡(jiǎn)單的方法即是采用納米模具作為生產(chǎn)機(jī)具霍凛。
納米模具的定義納米模具的定義有兩種:
1、精度及尺寸達(dá)到納米級(jí)的模具槽奕,例如納米碳管几睛、納米塑料模具;
2粤攒、利用表面處理所森,在模具表面被覆一層納米級(jí)鍍膜材料,以增強(qiáng)模具強(qiáng)度夯接,減少磨損焕济,延長(zhǎng)使用壽命纷妆,這樣所得的模具亦可稱之為納米模具。不過晴弃,嚴(yán)格來說第一種定義較為貼切掩幢,第二種解釋則與一般的表面處理沒有多大差別。
納米碳管模具由日本NEC公司飯島澄男所發(fā)現(xiàn)的納米碳管(CNT)肝匆,是一種具有特殊結(jié)構(gòu)(徑向尺寸為納米級(jí)粒蜈,軸向尺寸為微米級(jí),故其長(zhǎng)徑比很大旗国,常達(dá)千倍以上)的一維納米材料枯怖,由于CNT具有很多優(yōu)異而獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)和機(jī)械性質(zhì)蝉速,具有極大的應(yīng)用潛力掘楔,是目前世界各國爭(zhēng)相研究的重點(diǎn)材料之一。
由于CNT是中空的牍侧,且可以被“溶解”骚美,因此適合作為納米模具的素材,這也是CNT的主要應(yīng)用之一座叙。CNT模具利用諸如金等合適金屬灌滿碳管后刮诅,接著把碳層腐蝕掉,可以制作出使用在電子連接器上的納米導(dǎo)線和具有高速選擇性的“分子篩”契叔。目前舟窥,利用CNT制得納米金屬線是最為可靠的方法。納米模具除了CNT以外麸应,也可以采用極短波長(zhǎng)的輻射波制成納米模具削仲,并采用特殊加工制成精度達(dá)納米級(jí)的納米產(chǎn)品。日本利用該方法制成超微塑料模具损侄,而后浸泡在電鍍液里不恭,從電鍍液中析出金屬,然后在模具中形成精細(xì)零件财饥,產(chǎn)品的精度可達(dá)30~50nm换吧。
結(jié)合納米技術(shù)的模具根據(jù)納米模具定義的第二種解釋,其范疇非常廣泛佑力。工模具一般需要承受高溫式散、高壓、高摩擦以及交變應(yīng)力和局部應(yīng)力集中作用打颤,制程環(huán)境非常惡劣,因此模具常由于磨損漓滔、壓塌编饺、裂紋乖篷、條紋、塑性變形透且、彎曲撕蔼、折斷而失效報(bào)廢。利用納米技術(shù)秽誊,運(yùn)用于工模具钝摧,可以有效排除造成模具報(bào)廢的原因,進(jìn)而提高模具壽命低案。
采用的具體方法有下列兩種:
1裹融、在擠壓筒內(nèi)表面、模具工作帶等工模具易磨損處采用陶瓷納米復(fù)合薄膜材料被覆處理辕憋,納米薄膜的致密性和高強(qiáng)度性能既可提高工模具強(qiáng)度幽卜,又能抗磨損。
2寒焚、潤(rùn)滑品質(zhì)的好壞并淳,是模具是否失效的影響因素之一,尤其在難變形擠壓形(鈦合金鞭玩、鋼鐵鈦合金啰林、鋼鐵) ,沖壓等金屬成形技術(shù)中更是如此离览。如果在工模具內(nèi)表面涂布納米潤(rùn)滑劑鸡焰,可以大幅增強(qiáng)材料的可加工性。因?yàn)榧{米潤(rùn)滑劑能夠承受高壓蝶锋,在加工溫度范圍內(nèi)具有足夠的黏性和表面吸附能力陆爽、而且具有摩擦系數(shù)低(如碳60構(gòu)成的納米顆粒具 有自潤(rùn)滑效應(yīng))、高溫穩(wěn)定性和抗腐蝕性高等優(yōu)點(diǎn)扳缕。
納米技術(shù)目前以及未來慌闭,均將致力于研究制造達(dá)到原子精度的納米結(jié)構(gòu)材料及產(chǎn)品,預(yù)料未來納米模具技術(shù)將有突破性的發(fā)展躯舔,研發(fā)出多種納米模具制造方法以及納米材料應(yīng)用于模具的處理技術(shù)驴剔,甚至可能實(shí)現(xiàn)由納米機(jī)器人按照科學(xué)家所提出的納米設(shè)計(jì)路徑,快速且自動(dòng)進(jìn)行超精微產(chǎn)品加工粥庄,真正達(dá)到無模生產(chǎn)和超精微產(chǎn)品商業(yè)化的境界丧失。
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