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彈簧支吊架,納米技術讓模具業漸入佳境
2013-1-22 閱讀次數:[2208]
  納米粉體或粒子的制造是目前納米技術最為成功的商業化應用,但事實上它并不是一個突破性的發明,而是利用過去傳統的微細加工技術,然後引入納米概念,所創造出來的新技術概念。若要提到突破性、前瞻性的創新發明,納米零組件或納米機械設備或許更為貼切一些,在這一方面,科學家的早期的構想是,利用具有人工智能的納米機器人,以實現納米産品自動化、量産化的目標,也就是利用納米機器人,直接按照産品的形狀進行原子或分子排列,從而實現無模生産方式。然而以目前的技術來說,雖然用來操控原子的裝置,如stm或afm已發明出來并成功的應用,但事實上它仍然是非常高難度的技術,不但動作流程複雜,且成本極高,目前的技術水準仍隻能用來堆積平面的圖案。論及納米已發明出來并成功的應用,論及納米3d對象甚或結構複雜的原子機器人,尚有一段很長的路要走。
  既然以stm或納米機器人來生産是不切實際的想法,那是否有其它方式可以達到量産納米産品的目標呢?最簡單的方法即是采用納米模具作為生産機具。
  納米模具的定義納米模具的定義有兩種:
  1、精度及尺寸達到納米級的模具,例如納米碳管、納米塑料模具;
  2、利用表面處理,在模具表面被覆一層納米級鍍膜材料,以增強模具強度,減少磨損,延長使用壽命,這樣所得的模具亦可稱之為納米模具。不過,嚴格來說第一種定義較為貼切,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公司飯島澄男所發現的納米碳管(cnt),是一種具有特殊結構(徑向尺寸為納米級,軸向尺寸為微米級,故其長徑比很大,常達千倍以上)免費三級韓國2的一維納米材料,由于cnt具有很多優異而獨特的光學、電學和機械性質,具有極大的應用潛力,是目前世界各國爭相研究的重點材料之一。
  由于cnt是中空的,且可以被“溶解”,因此適合作為納米模具的素材,這也是cnt的主要應用之一。cnt模具利用諸如金等合適金屬灌滿碳管後,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線和具有高速選擇性的“分子篩”。目前,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,也可以采用極短波長的輻射波制成納米模具,并采用特殊加工制成精度達納米級的納米産品。日本利用該方法制成超微塑料模具,而後浸泡在電鍍液裡,從電鍍液中析出金屬,然後在模具中形成精細零件,産品的精度可達30~50nm。
  結合納米技術的模具根據納米模具定義的第二種解釋,其範疇非常廣泛。工模具一般需要承受高溫、高壓、高摩擦以及交變應力和局部應力集中作用,制程環境非常惡劣,因此模具常由于磨損、壓塌、裂紋、條紋、塑性變形、彎曲、折斷而失效報廢。利用納米技術,運用于工模具,可以有效排除造成模具報廢的原因,進而提高模具壽命。
  采用的具體方法有下列兩種:
  1、在擠壓筒內表面、模具工作帶等工模具易磨損處采用陶瓷納米複合薄膜材料被覆處理,納米薄膜的緻密性和高強度性能既可提高工模具強度,又能抗磨損。
  2、潤滑品質的好壞,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、鋼鐵鈦合金、鋼鐵) ,沖壓等金屬成形技術中更是如此。如果在工模具內表面塗布納米潤滑劑,可以大幅增強材料的可加工性。因為納米潤滑劑能夠承受高壓,在加工溫度範圍內具有足夠的黏性和表面吸附能力、而且具有摩擦系數低(泰國一級3如碳60構成的納米顆粒具 有自潤滑效應)、高溫穩定性和抗腐蝕性高等優點。

  納米技術目前以及未來,均將緻力于研究制造達到原子精度的納米結構材料及産品,預料未來納米模具技術將有突破性的發展,研發出多種納米模具制造方法以及納米材泰國一級4料應用于模具的處理技術,甚至可能實現由納米機器人按照科學家所提出的納米設計路徑,快速且自動進行超精微産品加工,真正達到無模生産和超精微産品商業化的境界。
   
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