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用减去剂进行表面微纹理化的方法


技术摘要:
本发明涉及一种用减去剂进行表面微纹理化的方法。公开了一种使基底表面微纹理化的方法,该方法包括将保护层打印在基底表面上以限定基底表面上的暴露表面区域。该方法还包括通过从暴露表面区域移除材料而在基底表面上形成微纹理,以及从基底表面移除保护层。
背景技术:
用于减阻、增加升力或其他可期望的空气动力学特性的空气动力学表面的纹理化 是正在进行的研究领域。潜在的应用范围从高尔夫球到冲浪板到飞机。然而,实际制造耐用 的表面纹理仍然是实现的障碍,特别是对于经济上可行的大规模生产。现有的制造方法通 常缓慢、昂贵和/或生产有限耐久性的材料。 肋条微结构是减阻表面纹理的实施例,其已经被研究了几十年,被证明提供了高 达10%的表皮摩擦的减小,但是由于制造挑战,还没有在商用飞行器上实现。肋条是交替的 脊和凹槽的图案,大致与气流的方向对准,其通过抑制边界层中的湍流来减小阻力。尖锐、 窄的脊是最有效的,并且尽管适当的间距取决于预期的流动条件,但典型的间距是千分之 一英寸(mil)或几十微米(μm)的数量级。 诸如机械加工或研磨的传统方法不能很好地适用于这种小尺寸结构的精确制造。 当前的技术包括将肋条模制在例如塑料膜的材料的薄片材中,然后将薄片材施加到空气动 力学表面。然而,这种片材在大面积上的精确定位和成功粘结可能是困难且耗时的,并且塑 料膜可能在大气条件下降解。 本公开正是针对这些和其他考虑而提出的。
技术实现要素:
本公开提供了涉及使基底表面微纹理化的系统、设备和方法。在一些实施例中,一 种使基底表面微纹理化的方法可包括将保护层打印在基底表面上以在基底表面上限定暴 露表面区域。该方法还可以包括通过从暴露表面区域移除材料而在基底表面上形成微纹 理,以及从基底表面移除保护层。 在一些实施例中,用于在基底表面上产生微纹理的设备可包括保护层贮存器、打 印机和控制器。打印机可以包括喷嘴组件,该喷嘴组件被构造成将保护层从保护层贮存器 分配到基底表面上。控制器可以被编程为使第一喷嘴组件相对于基底表面移动,从而以暴 露蚀刻表面区域的图案将保护层沉积在基底表面上,所述蚀刻表面区域被构造成在基底表 面上产生微纹理表面。 在一些实施例中,用于在基底表面上产生微纹理的方法可以包括将喷嘴连接到打 印机,喷嘴被构造成将保护层沉积到基底表面上。该方法还可以包括通过喷嘴将保护层以 限定微纹理中的最高点的位置的图案打印到基底表面上。该方法还可以包括从最高点的位 置之间的基底表面移除材料,以及从基底表面移除保护层。 特征、功能和优点可以在本公开的各种实施例中独立地实现,或者可以在其他实 施例中组合,其进一步的细节可以参考以下描述和附图来看到。 4 CN 111546621 A 说 明 书 2/13 页 附图说明 图1是根据本公开的方面的说明性微纹理的示意图。 图2是另一个说明性微纹理的示意图。 图3是包括微纹理外表面的说明性飞行器的示意图。 图4是如本文所述的说明性微纹理化打印机设备的示意图。 图5是如本文所述的另一个说明性微纹理化打印机设备的示意图。 图6是说明性基底表面的示意图。 图7是打印到图6的基底表面上的保护层的液滴的示意图。 图8是固化到图6的基底表面上的保护层液滴的示意图。 图9是喷射到图6的基底表面上的蚀刻剂的示意图。 图10是图6的材料被移除的基底表面的示意图。 图11是形成在图6的保护层被移除的基底表面上的微纹理的示意图。 图12是描绘根据本教导的用于使基底表面微纹理化的说明性方法的步骤的流程 图。 图13是描绘说明性飞行器制造和维修方法的步骤的流程图。 图14是说明性飞行器的示意图。
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