โลหะเกินไป 'เหนียว' เพื่อตัด? วาดบนด้วยก้าน Sharpie หรือกาววิทยาศาสตร์กล่าวว่า

Anonim

เครื่องหมายถาวรประจำวันของคุณกาวกาวและเทปบรรจุอาจเสนอวิธีแก้ปัญหาด้านเทคโนโลยีต่ำที่น่าแปลกใจที่ทำให้เกิดความรำคาญอันยาวนานในอุตสาหกรรมการผลิต: ทำให้โลหะที่ "อ่อนนุ่มและเหนียว" หรือที่เรียกว่าโลหะ "เหนียว" ง่ายกว่า

สิ่งที่ทำให้หมึกและกาวมีประสิทธิภาพไม่ใช่เนื้อหาทางเคมีของพวกเขา แต่ความเหนียวเหนอะกับพื้นผิวของโลหะเหนียวใด ๆ เช่นนิกเกิลอลูมิเนียมเหล็กกล้าไร้สนิมหรือทองแดงนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Purdue และมหาวิทยาลัยเวสต์ฟลอริดาพบว่าในการศึกษาที่เพิ่งเผยแพร่ ใน Physical Review Applied

กาวเหล่านี้ช่วยให้การกลึงเรียบเนียนสะอาดและเร็วกว่ากระบวนการผลิตในปัจจุบันส่งผลกระทบต่อการใช้งานตั้งแต่การผลิตศัลยกรรมกระดูกและเครื่องมือผ่าตัดไปจนถึงชิ้นส่วนอวกาศและอวกาศ

"ผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายขึ้นอยู่กับการกลึงโลหะเหนียวซึ่งอาจเป็นสิ่งที่เราใช้ทุกวันเช่นวาล์วในก๊อกอ่างล้างหน้าหรือสิ่งที่สำคัญกว่าอย่างเช่นชิ้นส่วนคอมเพรสเซอร์ในเครื่องยนต์เจ็ทของเครื่องบิน" เจมส์แมนน์ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลมหาวิทยาลัยฟลอริดาตอนตะวันตกและศิษย์เก่าของเพอร์ดู

หากสามารถปรับปรุง "machinability" ของโลหะหรือโลหะผสมที่เหนียวเหนอะซึ่งเป็นวิธีการที่ดีที่พวกเขาตัดเจาะหรือบด - แล้วมีศักยภาพในการลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์ปรับปรุงประสิทธิภาพหรือทำให้สามารถออกแบบใหม่และปรับปรุงได้

Srinivasan Chandrasekar, ศาสตราจารย์ Purdue สาขาวิศวกรรมอุตสาหการกล่าวว่า "โลหะเหนียวมีลักษณะผิดปกติ การไหลเวียนแบบนี้เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานอย่างมีนัยสำคัญซึ่งหมายความว่าโลหะเหล่านี้จำเป็นต้องใช้กำลังมากกว่าที่จะเป็นโลหะหนักแม้ว่าเราจำเป็นต้องหาทางที่จะระงับการไหลเวียนแบบนี้ได้ "

การกำจัดของ wiggles หมายความว่าโลหะตอนนี้มีแนวโน้มที่จะทำหน้าที่มากขึ้นเช่นเซรามิกเปราะหรือกระจกในจุดที่มันจะต้องมีการตัด

วิธีหนึ่งที่เป็นที่รู้จักกันดีในการทำให้เปราะของโลหะที่เหนียวเหนียวคือการเคลือบด้วยโลหะเหลวที่เหมาะสมเช่นแกลเลียมในกรณีของอลูมิเนียม โลหะเหลวเช่นนี้ แต่มีแนวโน้มที่จะทำงานได้ดีเกินไป กระจายผ่านพื้นผิวและทำให้โลหะทั้งหมดสลายลงในผง

Chandrasekar กล่าวว่า "สิ่งนี้ทำให้โลหะถูกกลึงไม่ได้

ความพยายามอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นกับความสำเร็จที่ จำกัด มีแนวโน้มที่จะเป็นพิษหรือทำให้เกิดรอยร้าวและรอยร้าวบนพื้นผิวที่กลึง จากนั้นนักวิจัยก็เริ่มสำรวจสารเคมีอื่น ๆ ที่ไม่เป็นพิษที่จะกำจัดสิ่งสกปรก

การทำเครื่องหมายด้วยหมึกหรือติดกาวใด ๆ บนพื้นผิวของโลหะจะช่วยลดแรงตัดได้โดยไม่ทำให้โลหะทั้งตัวล่มสลาย คุณภาพของพื้นผิวเครื่องจักรยังดีขึ้นอย่างมาก

ความขุ่นไม่ค่อยโดดเด่นในฐานะโซลูชันที่มีเครื่องหมายถาวรกาวกาวและเทปมีเหมือนกัน

"เรามองไปที่สารเคมีของหมึกถาวรแยกแต่ละคนบนพื้นผิวของโลหะและไม่มีผลที่เห็นได้ชัด" Anirudh Udupa, ผู้เขียนนำในการศึกษาและนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตในโรงเรียน Purdue ของวิศวกรรมอุตสาหการกล่าวว่า "ดังนั้นเราจึงตระหนักว่าไม่ใช่สารเคมีเฉพาะ แต่หมึกเองติดอยู่กับโลหะผ่านกลไกการดูดซับทางกายภาพ"

Sharpie และกาวยังปรากฏว่าสามารถทำงานกับโลหะที่มีลักษณะเหนียวมากได้โดยไม่คำนึงถึงเครื่องมือตัด

"ในเรื่องย้อนหลังเราสามารถบอกคุณได้ว่าทำไมบางสิ่งบางอย่างไม่ประสบความสำเร็จในการทำงานก่อนหน้านี้ทั้งหมดนี้กลับมาสู่การดำรงอยู่ของการไหลเวียนแบบนี้" Koushik Viswanathan นักวิจัยดุษฎีบัณฑิตในสาขาวิศวกรรมอุตสาหการของ Purdue กล่าว "บางคนอาจจะพยายามตัดทองแดงเช่นที่อยู่ในสภาพที่แข็งกว่าในสภาพที่นุ่มนวล"

เพื่อความรู้ของนักวิจัยการใช้เครื่องหมายถาวรกาวหรือเทปเพื่อทำให้โลหะที่เหนียวเหนอะหนะในการทำเครื่องได้ง่ายขึ้นไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมใด ๆ

ถัดไปกลุ่มของ Chandrasekar จะประเมินระดับความหนืดที่ดีที่สุดในการลดโลหะเหนียวและสำรวจวิธีที่จะนำเทคโนโลยีนี้ไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม

menu
menu