低温微磨料气射流加工PDMS传热仿真及实验研究

• 作者: 钱炳坤 孙玉利 张桂冠 刘旭 高航 左敦稳
• 来源期刊: 南京航空航天大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 聚二甲基硅氧烷 低温微磨料气射流 传热仿真 加工性能
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 163-171
• 页数: 9页
• 分类号: TH145.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.16356/j.1005-2615.2022.01.019

摘要

由于在常温下聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)是一种高弹性材料而非硬脆材料,此时利用微磨料气射流对其进行加工,加工效率很低,甚至为零,而且还会有大量的磨料颗粒嵌入PDMS表面中.当PDMS冷却不完全,即处于高弹态和玻璃态之间的过渡状态时,利用低温微磨料气射流加工PDMS仍然会发生很严重的磨料嵌入现象,致使加工效果较差.针对这一问题,本文利用ANSYS Fluent软件对PDMS进行传热仿真分析来获得PDMS内部温度的变化情况,从而能够计算得到在PDMS深度方向上的冷却速率,同时利用与传热仿真分析过程中完全相同的工艺参数在PDMS表面上加工微孔,计算出在PDMS深度方向上的最大平均冲蚀加工速率,最终发现冷却速率远大于冲蚀加工速率.根据传热仿真的分析结果,通过开展单因素实验探究进给速度v、加工距离D、冲蚀角度α以及加工压强p对PDMS加工性能的影响规律,为后续进行更深入的研究提供重要参考依据.