جماليا تعزيز السيليكا Aerogel عن طريق دمج الليزر النقش والأصباغ

يقدم هذا البروتوكول المنهجية البصرية الأولى لحفر وقطع Aerogel عادي ومصبوغ باستخدام نظام النقش بالليزر. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي بساطتها لأنها تسمح للمتجانسات Aerogel من أي شكل أو حجم أو لون أن تكون محفورة. عرض الفيديو يسمح مظاهرة من الاعتبارات العملية للبروتوكول، بما في ذلك وضع Aerogel ومحاذاة قاطع الليزر.

لإعداد قالب لتصنيع Aerogel monolith ، حدد قالبا فولاذيا مكونا من ثلاثة أجزاء يتكون من الجزء العلوي والوسط والسفلي بأبعاد خارجية تبلغ 15.24 في 14 سنتيمترا في تجويف 10 في 11 سنتيمترا في المركز. الجزء العلوي من القالب يجب أن يكون سبعة ثقوب تنفيس 0.08 سنتيمتر على كل جانب. استخدام الصابون المخفف والإسفنج محكم الخام لفرك الأجزاء العلوية والوسطى والسفلية من القالب وتجفيف جميع أجزاء نظيفة من القالب مع منشفة ورقية.

بعد التجفيف، استخدم مناديل التنظيف الفردية التي يمكن التخلص منها من الأسيتون لمسح القالب حتى يبقى مسح التنظيف نظيفا. بعد ذلك ، استخدم ورق الصنفرة 2000 حصى للرمال طفيفة جميع الأسطح حتى القالب على نحو سلس للمس ، وقد أزيلت أي بقايا من الاستخدامات السابقة ، مع إيلاء اهتمام إضافي إلى داخل القالب الأوسط حيث يتم تشكيل Aerogel. مسح فتحات تنفيس على الجزء القالب العلوي مع الهواء المضغوط وتطبيق يدويا ما يقرب من 2.4 ملليلتر من الشحوم فراغ عالية في طبقة سميكة، حتى 1-2 ملليمتر على سطح ربط أعلى كامل من العفن السفلي وحوالي ملليلتر واحد من الشحوم في طبقة سميكة، حتى 1-2 ملليمتر إلى النصف الخارجي من السطح ربط أسفل القالب العلوي.

تطبيق ما يقرب من 0.5 ملليلتر من الشحوم فراغ عالية في طبقة أقل من 0.5 ملليمتر حتى على الأسطح الداخلية للقوالب العلوية والسفلية واستخدام مسح التنظيف المتاح لمسح الشحوم الزائدة حتى يشعر السطح على نحو سلس ولا يبقى الالتصاق من الشحوم. تطبيق يدويا 0.5 ملليلتر من الشحوم فراغ عالية في طبقة أقل من 0.5 ملليمتر من الشحوم إلى السطح الداخلي للقالب الأوسط. لإعداد ملف نقش النقش، افتح مستندا جديدا في تطبيق رسم مناسب وأضف النص أو الصورة المطلوبة من أي حجم وعرض خط مباشرة إلى المستند، ثم احفظ الملف.

لحفر مونوليث Aerogel، بدوره الأول على حفار الليزر، ونظام العادم فراغ، والكمبيوتر المرفقة. قياس حجم سطح المتجانسة Aerogel التي سيتم حفرها وفتح ملف نمط النقش. تعيين حجم البعد المستند لتتوافق مع حجم المتجانس Aerogel قياس وفتح غطاء من حفار الليزر.

استخدام يد قفاز لوضع Aerogel على منصة النقش الليزر ومحاذاة Aerogel على الزاوية اليسرى العليا مع Aerogel لمس الحكام العلوي واليسار. اقلب مقياس التركيز اليدوي للمغناطيس على شكل V المرفق بالليزر رأسا على عقب واضغط على التركيز على حفار الليزر. حماية المتجانس Aerogel مع مسح التنظيف المتاح واستخدام السهم لأعلى على لوحة التحكم حفار ليزر لتحريك منصة النقش الليزر حتى الجزء السفلي من قياس التركيز اليدوي يمس فقط Aerogel.

إزالة مسح والعودة قياس إلى وضعها الأصلي. أغلق غطاء حفار الليزر وانقر فوق ملف وطباعة في برنامج الرسم. حدد حفار الليزر كموقع طباعة وافتح إطار التفضيلات لتعيين خصائص الطابعة.

حدد وضع النقطية داخل DPI من 600، سرعة 100٪، وقوة 55٪تأكد من أن حجم القطعة يطابق حجم المتجانس Aerogel قياس وانقر فوق تطبيق والطباعة. في اللوحة الأمامية من حفار الليزر، انقر فوق مهمة وحدد اسم الملف المطابق. انقر فوق Go.When انتهاء حفار الليزر، انقر فوق التركيز واستخدام السهم لأسفل على لوحة التحكم الأمامية النقش الليزر لخفض القاعدة.

استخدام يد قفاز لنقل بلطف Aerogel من منصة حفار الليزر إلى الحاوية وانقر فوق القمامة لتطهير المهمة من الحفار. لقطع مونوليث Aerogel، بدوره على حفار الليزر، ونظام العادم فراغ، والكمبيوتر المرفقة وقياس حجم سطح مونوليث Aerogel ليتم قطعها. للقطع العام، افتح مستندا جديدا في برنامج الرسم وأدخل أبعاد حجم المستند للارتباط بحجم Aerogel المتجانس المقاس.

استخدام أداة الرسم عرض شعري لإنشاء نمط التي سيتم قص ووضع نمط لتتناسب مع الموقع المطلوب قطع على Aerogel. تنظيف ورقة 0.0127 ملليمتر سميكة من رقائق الفولاذ المقاوم للصدأ كبيرة بما يكفي لتغطية قاعدة مونوليث Aerogel مع الأسيتون ووضع احباط على منصة حفار الليزر. محاذاة Aerogel والفولاذ المقاوم للصدأ احباط في الزاوية اليسرى العليا مع Aerogel لمس الحكام العلوي واليسار وضبط موقف قياس كما هو موضح.

انقر فوق ملف وطباعة في برنامج الرسم وحدد نقش الليزر كموقع الطباعة وافتح إطار التفضيلات لتعيين خصائص الطابعة. حدد وضع المتجهات وحدد DPI إلى 600، والسرعة إلى 3٪ من الطاقة إلى 90٪، وتردد 1000 هيرتز. تأكد من أن حجم القطعة يطابق حجم Aerogel المقاس.

عمق القطع سيختلف مع سرعة الليزر. انقر فوق وظيفة والذهاب لبدء القطع كما هو موضح. بعد جمع العينة، استخدم فرشاة رغوة لإزالة أي قطع صغيرة من Aerogel مائلة بلطف تركت على وجه المتجانسة التي كانت على اتصال مع الليزر.

لهذا النهج الفسيفساء Aerogel، تم قطع نفس النمط إلى ثلاثة متجانسات ايروجيل مصبوغ مختلفة وأعيد تجميع القطع في نمط الفسيفساء. فمن الممكن لحفر التصاميم على قطع أصغر متجانسة كما هو موضح للحصول على ترتيبات مثيرة للاهتمام بصريا في ظل ظروف الضوء الطبيعي والأشعة فوق البنفسجية حتى على قطع أصغر. كما هو موضح، يمكن حفر Aerogels الأصلية مع أنماط من الكثافة المختلفة مع الصور المطبوعة على السطح الأمامي من Aerogel مستو، على سطح منحني، وعلى Aerogels مصبوغ الفلورسنت.

في هذه الصورة المجهر الإلكتروني المسح الضوئي من السيليكا ايروجيل محفورة، يمكن ملاحظة الواجهة بين خطوط محفورة وAerogel نانوبور سلس تقريبا. الحفر يسبب الاستئصال وذوبان المواد السطحية في هياكل تشبه خيوط كما لوحظ في هذه الصورة التي تبين تأثير نبض ليزر واحد من Aerogel. يعد الإعداد الدقيق، بما في ذلك تعديل التباين للصور التي سيتم حفرها، أمرا حاسما لتحقيق نتائج عالية الجودة.

ويمكن لمزيد من الصقل لطريقة النقش بالليزر أن يوفر بديلا للميكرونة الدقيقة للسيليكا إيروجيلس. يمكن أن تجد متجانسات Aerogel الجمالية تطبيقا في مجموعة واسعة من المجالات ، بما في ذلك الأعمال الفنية والمباني المستدامة.