仿生微锯齿刀具

气凝胶切割损伤低

受切叶蚁口器启发的微锯齿刀刃,在超声振动下强化应力集中,实现超低密度二氧化硅气凝胶复合材料的精密切割,降低切割力并提升表面质量。

Yang, Hailong · Pingfa, Feng · Zhang J. · Zhang X. · 王健健

Journal of Manufacturing Processes 2023

参数信息

最优微锯齿间距
100 μm
最低切割力条件下的超声振幅
10 μm
进给速率
50 mm/min
切深
3 mm
倾角
30 °

技术优势

切割力更低

超声振动提高刀具的切推比,同时微锯齿刀刃增强应力集中,从而降低切割力。

表面质量更优

与常规切割、超声切割、非微锯齿刀具等相比,超声切割结合微锯齿刀具获得最低缺陷率和分形维数,表面质量最佳。

存在最优齿间距

微锯齿间距通过影响应力集中数量和容屑空间对切割力产生相反影响,当间距为 100 μm 时切割力和表面质量最佳。

应用场景